成果報告書詳細
管理番号20150000000807
タイトル平成25年度ー平成26年度成果報告書 がん超早期診断・治療機器の総合研究開発 超早期高精度診断システムの研究開発:血液中のがん分子・遺伝子診断を実現するための技術・システムの研究開発 血中分子・遺伝子診断のための基礎技術の研究開発 (がんの発症を予測するシステムの開発 小型診断用質量分析装置の開発によるエクソソーム診断)
公開日2016/3/1
報告書年度2013 - 2014
委託先名株式会社iLAC
プロジェクト番号P10004
部署名ロボット・機械システム部
和文要約1.本事業において、小型診断用MS機器のプロトタイプを開発し、前処理としての「Immunobeads MS法」を一体化させるための機器開発を推進し、国立がん研究センター、塩野義製薬と共同で臨床検体を用いた評価実験を遂行した。
 機器開発項目として、iLACが持つ既存の可搬型MALDI型質量分析装置のデザインレビューを行い、臨床型モデルとして必要な測定モジュールおよびインターロック機構およびサンプル導入機構についての仕様決定を行った。レビューを行った要素に対し、新たな設計製作を行い、プロトタイプ装置2機を開発試作を行った。サンプル導入機構およびサンプルプレートの開発については、3回デザインレビューを行い、オートロードおよびロードロック機構を導入した。装置はベンチトップかつ移動可能なサイズ(400mm×600mm×300mm程度、突起部除く)で製作した。
機器仕様は下記である。
・イオン化法: MALDI/LDI
・装置サイズ 450×350× 150mm 重さ 20.0 kg程度
・質量分析方式 飛行時間型(TOF: Time of Flight) リフレクトロン型(非同軸)
・飛行長 >約500 mm
・質量範囲(Da) 1ー15000以上
・感度 <10 fmol (AngiotensinII)
・分解能(m/デルタm) 5000以上推奨(10000)
・加速電圧 0ー10 kV、二段加速方式
・検出器 シンチレーレータ+半導体検出器
・排気システム  複合ターボ分子ポンプ 
検査用機器としての安定性や再現性を得るために、2台のプロトタイプを作成し、機器の信頼性や安定度に対するクロスチェック評価を行った。主要モジュール以外の導入部等に関しても数種の形式を試作評価し、ユーザビリティや計測スループットの評価を行った。
 
 Prototype #1 Prototype #2
    Parameter Spec.
Meas. Range : 1 ー 5000 (Optional -15000)
Resolution (m/dm) : Approx. 5000 (at 2500, Maximum)
Sensitivity : 10fmol (Ang.II)

2.エクソソームサンプル測定評価
大腸がん由来および正常細胞由来のサンプルを用いスペクトルの違いを計測した。
 計測サンプル
1 正常大腸線維芽細胞由来エクソソーム
2 大腸がん細胞株HCT116由来エクソソーム
3 HCT116培養上清液(エクソソーム回収前)
4 PBS: エクソソームネガティブコントロール
5 培養上清液のネガティブコントロール
6 HCT116由来CD9+/CD147+ Exosome
7 HCT116由来CD9+/IgG2a+ Exosome
8 CCD-18Co由来CD9+/CD147+ Exosome
9 CCD-18Co由来CD9+/ IgG2a+ Exosome
 正常サンプルおよびがん由来エクソソームサンプルをイムノビーズMS法を用いて計測測定を行った。
 エクソソーム由来のマーカーと考えられるシグナルを検出した。
英文要約1. Prototype Design and Munufacturing (Prototype No.1 and No.2)
We worked out a design review for our legacy MS(MALDI,LD/MS) systems. It was
determined a specifications of a prototype MS(Bench top instrument) with the results.
-- Specification--
・Ionization Method : MALDI/LDI
・Physical size : 450×350× 150mm weight: approx. 20.0 kg
・MS analysis method
TOF: Time of Flight), Reflectron-type (coaxial)
・Flight Length > approx. 500 mm
・Mass range(Da) 1ー15000(approx.)
・Sensitivity <10 fmol (AngiotensinII)
・Mass Resolution (m/デルタm) > 5000
(Recommend.10000)
・Acc. Bias Voltage 0ー10 kV
・Detector MCP
・Pumping System Hybrid pump system

We developed and evaluated two prototype MS systems on this project.

Prototype #1 Prototype #2

・Evaluated Specifications
Parameter Spec.
Meas. Range : 1 5000 (Optional -15000)
Resolution (m/dm) : Approx. 5000 (at 2500, Maximum)
Sensitivity : 10fmol (Ang.II)

2. Measurement Results of Exosome Samples.
We measured and evaluated about exosome samples derived from a cancer(colon cancer) using MS systems. It was successfully detected signals for exosome samples that were assayed by CD9/CD147.
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