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【特集】 コンパクトバイオシステム
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特集にあたって
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藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
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マイクロ電気浸透流ポンプを用いたコンパクト送液システムとその応用
Compact Liquid Delivery System Based on Electro-osmotic Pumps and its Application
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柳澤一郎(ナノフュージョン(株) 代表取締役社長)
藤井光貴(ナノフュージョン(株) 技術部 技師)
ナノフュージョン株式会社のマイクロ電気浸透流ポンプは,小型(10mm以下),高圧力,低駆動電圧,無脈動・無音,単純な構造ゆえの低コスト性など,従来の機械式マイクロポンプに比べユニークな特長を持ったポンプである。このポンプを,多くの種類の液体を安定に流すための手法である“間接駆動”やフローセンサーなどと組み合わせることにより,微流量(nL/min～mL/min)の流れを制御できる“手のひらサイズ”のコンパクト送液系が可能となる。これらの技術は,バイオロジー,医療,化学あるいは機械工学などの多くの応用分野における微量液体の正確な制御やシステムのミニチュア化の実現に貢献できるものと考えている。
【目次】
1. はじめに
2. EOポンプの概要
2.1 EOポンプの構造,原理
2.2 EOポンプの特性
2.3 EOポンプの特長
3. 間接駆動
4. コンパクトLCへの応用
5. おわりに
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可搬型DNA個体識別システムの開発
Development of Portable Human DNA Analysis System Aiming On-site Screening
--------------------------------------------------------------------------------
萩原久(アービオテック(株))
三品喜典(アイダエンジニアリング(株) 開発本部)
麻生川稔(日本電気(株) 第二官公ソリューション事業部 エキスパート)
これまでμ-TASの概念を実現するべく機器開発を行ってきた。ゲノム解析用機器の開発に従事した経験もあり,現在実施しているのはDNAの抽出,増幅,解析(電気泳動)の一連の作業を,1枚の樹脂チップ上で完了させる仕組みである。迅速に結果を得る必要性があり,可搬式で利用する価値の高い利用先として「個体識別解析」へ向けた開発を展開中である。
【目次】
1. はじめに
2. 従来の解析方法
3. 個体識別技術の利用における多様性
4. 制御システムの概念
5. 要素技術の紹介
6. チップ周辺技術に関して
7. おわりに
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大規模集積流体システム
Large Scale Integrated Microfluidic System
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庄子習一(早稲田大学 理工学術院 教授)
川合健太郎(早稲田大学 理工学術院 助手)
大規模集積流体システムのための流体制御技術として,アドレス型バルブコントロールシステムとマルチプレクサ型バルブコントロールシステムによるニューマチックバルブアレイの個別制御法を紹介し,アドレス型バルブコントロールシステムを用いた複数試薬の並列操作可能なマイクロウェルアレイデバイスの動作を示した。
【目次】
1. はじめに
2. アドレス型バルブコントロールシステム
3. マルチプレクサ型バルブコントロールシステム
4. 並列操作可能なマイクロウェルアレイ
5. おわりに
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マイクロリアクタによる薬品生産
Chemical Manufacturing Based on Micro-Reactors
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三宅亮(広島大学 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所 教授)
富樫盛典((株)日立製作所 機械研究所 室長)
津留英一((株)日立プラントテクノロジー 主任技師)
遠藤喜重((株)日立プラントテクノロジー 主管研究長)
医薬品や化粧品など付加価値の高い化学品の生産技術としてマイクロリアクタが注目されている。マイクロリアクタは混合反応が速い,温度制御性が高い,反応時間の制御が容易など,今までのバッチ式反応装置にないユニークな特長を有し,薬品製造の流れを革新する可能性を秘めている。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロリアクタの特長
3. マイクロリアクタによる化学反応
4. マイクロリアクタによる薬品生産
5. 今後の展開
6. おわりに
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マイクロ流体デバイスを用いた微粒子・細胞のソーティング
Particle and Cell Sorting Using Microfluidic Devices
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関 実(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻 教授)
細胞・オルガネラ,ミセル・ベシクル・リポソーム,生体高分子・超分子等の生体微粒子や柔らかい微小構造体の精密な操作は,バイオテクノロジー,医療,計測などの分野では重要である。近年,このような微量の微小物体操作のために,マイクロ流体デバイスを利用する新しい手法がいくつか提案され盛んに研究が行われている。
【目次】
1. はじめに
2. 水力学的な微粒子・細胞操作
2.1 ピンチド・フロー・フラクショネーション法
2.2 水力学的濾過法
2.3 決定論的側方移動法
2.4 水力学的クロマトグラフィー
3. 外部場を利用した細胞・微粒子操作
3.1 電場の利用
(1) 電気泳動
(2) 誘電泳動
3.2 音波の利用
3.3 光の利用
3.4 磁場,重力場,遠心場の利用
4. その他の細胞・微粒子操作方法
5. おわりに
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マイクロ流体技術を応用した受精卵培養システム
Mammalian Embryo Culture System Based on Microfluidic Technology
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木村啓志(東京大学 生産技術研究所 特任助教)
竹内昌治(東京大学 生産技術研究所 准教授)
酒井康行(東京大学 生産技術研究所 教授)
藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
マイクロデバイスは,次世代のバイオ分析ツールとして医療や生命科学関連分野への応用が期待されている。筆者らは,マイクロデバイスの利点を活かして環境感受性が高い哺乳類受精卵の培養システムの開発を進めている。本稿では,母胎内環境の模倣や受精卵培養操作の自動化を目指す受精卵培養システムを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 母胎内環境を模倣するマイクロデバイス
3. 受精卵培養操作自動化システム
3.1 ダイナミックマイクロアレイ
3.2 配置
3.3 培養
3.4 回収
4. おわりに
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BIO R&D
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がん組織のメタボローム解析
Metabolome Analysis of Tumor Tissues
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平山明由(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 研究員)
曽我朋義(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 教授)
キャピラリー電気泳動-質量分析計(CE-MS)を用いたメタボローム測定は,生体由来サンプル中に含まれるイオン性低分子代謝物の一斉測定に極めて有用な分析法である。特にエネルギー産生に必須である解糖系,ペントースリン酸回路,クエン酸回路などの中心炭素代謝や,アミノ酸や核酸の代謝経路の中間体は,そのほとんどがイオン性を有することから,本法は中心代謝を解明する上で効果的なツールになると考えられる。本稿では,CE-MSによるメタボローム測定法とその周辺技術について概観した後,本法をがん組織のメタボローム解析に応用して得られた研究成果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. CE-MS測定のストラテジー
2.1 CE-MS
2.2 試料の前処理
2.3 データ解析
3. がんのエネルギー代謝の解明
3.1 解糖系およびクエン酸回路
3.2 アミノ酸とエネルギーチャージ
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
連載:バイオ産業と生物多様性条約解説シリーズ(9)
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生物多様性条約の利益配分問題議論の現状と名古屋COP 10に向けた取り組み
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森岡一(CBD-ABS研究会)
【目次】
1. はじめに
2. 締約国会議COP 9の結果とその後の議論
3. アクセスと利益配分の現状と課題
3.1 アクセスと利益配分の現状
3.2 生物遺伝資源特許を巡る問題
3.3 日本政府の取り組み
4. アクセスと利益配分問題の解決に企業が考慮すべきこと
4.1 契約の際注意すべき定義
4.2 不正使用(misappropriation)
4.3 最終製品における遺伝資源の貢献度
4.4 派生物(Derivatives)定義
5. 知的財産権に関する課題と解決策
5.1 特許出願時の出所開示問題
5.2 伝統的知識の取り扱い
6. まとめ
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BIO BUSINESS
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遺伝子組換え作物の動向
Trend of Genetically Modified Crops
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【目次】
1. 概要
2. 遺伝子組換え作物の形質別分類
2.1 除草剤耐性作物
2.2 害虫抵抗性作物
2.3 ウイルス耐性作物
2.4 その他の遺伝子組換え作物
3. 市場の動向
3.1 概要
3.2 作物別の栽培動向
3.3 形質別の栽培動向
3.4 米国における栽培動向
4. 研究開発の動向
4.1 概況
4.2 主要な研究開発の動向
5. 企業動向
5.1 モンサント社
5.2 デュポン社
5.3 国内企業の動向
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BIO PRODUCTS
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グリチルレチン酸
Glycyrrhetic Acid
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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
5. 価格
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グリチルリチン
Glycyrrhizin
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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
5. 価格
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特集にあたって
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藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
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マイクロ電気浸透流ポンプを用いたコンパクト送液システムとその応用
Compact Liquid Delivery System Based on Electro-osmotic Pumps and its Application
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柳澤一郎(ナノフュージョン(株) 代表取締役社長)
藤井光貴(ナノフュージョン(株) 技術部 技師)
ナノフュージョン株式会社のマイクロ電気浸透流ポンプは,小型(10mm以下),高圧力,低駆動電圧,無脈動・無音,単純な構造ゆえの低コスト性など,従来の機械式マイクロポンプに比べユニークな特長を持ったポンプである。このポンプを,多くの種類の液体を安定に流すための手法である“間接駆動”やフローセンサーなどと組み合わせることにより,微流量(nL/min～mL/min)の流れを制御できる“手のひらサイズ”のコンパクト送液系が可能となる。これらの技術は,バイオロジー,医療,化学あるいは機械工学などの多くの応用分野における微量液体の正確な制御やシステムのミニチュア化の実現に貢献できるものと考えている。
【目次】
1. はじめに
2. EOポンプの概要
2.1 EOポンプの構造,原理
2.2 EOポンプの特性
2.3 EOポンプの特長
3. 間接駆動
4. コンパクトLCへの応用
5. おわりに
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可搬型DNA個体識別システムの開発
Development of Portable Human DNA Analysis System Aiming On-site Screening
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萩原久(アービオテック(株))
三品喜典(アイダエンジニアリング(株) 開発本部)
麻生川稔(日本電気(株) 第二官公ソリューション事業部 エキスパート)
これまでμ-TASの概念を実現するべく機器開発を行ってきた。ゲノム解析用機器の開発に従事した経験もあり,現在実施しているのはDNAの抽出,増幅,解析(電気泳動)の一連の作業を,1枚の樹脂チップ上で完了させる仕組みである。迅速に結果を得る必要性があり,可搬式で利用する価値の高い利用先として「個体識別解析」へ向けた開発を展開中である。
【目次】
1. はじめに
2. 従来の解析方法
3. 個体識別技術の利用における多様性
4. 制御システムの概念
5. 要素技術の紹介
6. チップ周辺技術に関して
7. おわりに
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大規模集積流体システム
Large Scale Integrated Microfluidic System
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庄子習一(早稲田大学 理工学術院 教授)
川合健太郎(早稲田大学 理工学術院 助手)
大規模集積流体システムのための流体制御技術として,アドレス型バルブコントロールシステムとマルチプレクサ型バルブコントロールシステムによるニューマチックバルブアレイの個別制御法を紹介し,アドレス型バルブコントロールシステムを用いた複数試薬の並列操作可能なマイクロウェルアレイデバイスの動作を示した。
【目次】
1. はじめに
2. アドレス型バルブコントロールシステム
3. マルチプレクサ型バルブコントロールシステム
4. 並列操作可能なマイクロウェルアレイ
5. おわりに
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マイクロリアクタによる薬品生産
Chemical Manufacturing Based on Micro-Reactors
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三宅亮(広島大学 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所 教授)
富樫盛典((株)日立製作所 機械研究所 室長)
津留英一((株)日立プラントテクノロジー 主任技師)
遠藤喜重((株)日立プラントテクノロジー 主管研究長)
医薬品や化粧品など付加価値の高い化学品の生産技術としてマイクロリアクタが注目されている。マイクロリアクタは混合反応が速い,温度制御性が高い,反応時間の制御が容易など,今までのバッチ式反応装置にないユニークな特長を有し,薬品製造の流れを革新する可能性を秘めている。
【目次】
1. はじめに
2. マイクロリアクタの特長
3. マイクロリアクタによる化学反応
4. マイクロリアクタによる薬品生産
5. 今後の展開
6. おわりに
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マイクロ流体デバイスを用いた微粒子・細胞のソーティング
Particle and Cell Sorting Using Microfluidic Devices
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関 実(千葉大学 大学院工学研究科 共生応用化学専攻 教授)
細胞・オルガネラ,ミセル・ベシクル・リポソーム,生体高分子・超分子等の生体微粒子や柔らかい微小構造体の精密な操作は,バイオテクノロジー,医療,計測などの分野では重要である。近年,このような微量の微小物体操作のために,マイクロ流体デバイスを利用する新しい手法がいくつか提案され盛んに研究が行われている。
【目次】
1. はじめに
2. 水力学的な微粒子・細胞操作
2.1 ピンチド・フロー・フラクショネーション法
2.2 水力学的濾過法
2.3 決定論的側方移動法
2.4 水力学的クロマトグラフィー
3. 外部場を利用した細胞・微粒子操作
3.1 電場の利用
(1) 電気泳動
(2) 誘電泳動
3.2 音波の利用
3.3 光の利用
3.4 磁場,重力場,遠心場の利用
4. その他の細胞・微粒子操作方法
5. おわりに
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マイクロ流体技術を応用した受精卵培養システム
Mammalian Embryo Culture System Based on Microfluidic Technology
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木村啓志(東京大学 生産技術研究所 特任助教)
竹内昌治(東京大学 生産技術研究所 准教授)
酒井康行(東京大学 生産技術研究所 教授)
藤井輝夫(東京大学 生産技術研究所 教授)
マイクロデバイスは,次世代のバイオ分析ツールとして医療や生命科学関連分野への応用が期待されている。筆者らは,マイクロデバイスの利点を活かして環境感受性が高い哺乳類受精卵の培養システムの開発を進めている。本稿では,母胎内環境の模倣や受精卵培養操作の自動化を目指す受精卵培養システムを紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 母胎内環境を模倣するマイクロデバイス
3. 受精卵培養操作自動化システム
3.1 ダイナミックマイクロアレイ
3.2 配置
3.3 培養
3.4 回収
4. おわりに
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BIO R&D
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がん組織のメタボローム解析
Metabolome Analysis of Tumor Tissues
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平山明由(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 研究員)
曽我朋義(慶應義塾大学 先端生命科学研究所 教授)
キャピラリー電気泳動-質量分析計(CE-MS)を用いたメタボローム測定は,生体由来サンプル中に含まれるイオン性低分子代謝物の一斉測定に極めて有用な分析法である。特にエネルギー産生に必須である解糖系,ペントースリン酸回路,クエン酸回路などの中心炭素代謝や,アミノ酸や核酸の代謝経路の中間体は,そのほとんどがイオン性を有することから,本法は中心代謝を解明する上で効果的なツールになると考えられる。本稿では,CE-MSによるメタボローム測定法とその周辺技術について概観した後,本法をがん組織のメタボローム解析に応用して得られた研究成果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. CE-MS測定のストラテジー
2.1 CE-MS
2.2 試料の前処理
2.3 データ解析
3. がんのエネルギー代謝の解明
3.1 解糖系およびクエン酸回路
3.2 アミノ酸とエネルギーチャージ
4. おわりに
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連載:バイオ産業と生物多様性条約解説シリーズ(9)
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生物多様性条約の利益配分問題議論の現状と名古屋COP 10に向けた取り組み
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森岡一(CBD-ABS研究会)
【目次】
1. はじめに
2. 締約国会議COP 9の結果とその後の議論
3. アクセスと利益配分の現状と課題
3.1 アクセスと利益配分の現状
3.2 生物遺伝資源特許を巡る問題
3.3 日本政府の取り組み
4. アクセスと利益配分問題の解決に企業が考慮すべきこと
4.1 契約の際注意すべき定義
4.2 不正使用(misappropriation)
4.3 最終製品における遺伝資源の貢献度
4.4 派生物(Derivatives)定義
5. 知的財産権に関する課題と解決策
5.1 特許出願時の出所開示問題
5.2 伝統的知識の取り扱い
6. まとめ
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BIO BUSINESS
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遺伝子組換え作物の動向
Trend of Genetically Modified Crops
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【目次】
1. 概要
2. 遺伝子組換え作物の形質別分類
2.1 除草剤耐性作物
2.2 害虫抵抗性作物
2.3 ウイルス耐性作物
2.4 その他の遺伝子組換え作物
3. 市場の動向
3.1 概要
3.2 作物別の栽培動向
3.3 形質別の栽培動向
3.4 米国における栽培動向
4. 研究開発の動向
4.1 概況
4.2 主要な研究開発の動向
5. 企業動向
5.1 モンサント社
5.2 デュポン社
5.3 国内企業の動向
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BIO PRODUCTS
--------------------------------------------------------------------------------
グリチルレチン酸
Glycyrrhetic Acid
--------------------------------------------------------------------------------
【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
5. 価格
--------------------------------------------------------------------------------
グリチルリチン
Glycyrrhizin
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【目次】
1. 概要
2. 製法
3. 生産動向
4. 需要動向
5. 価格
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