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マイクロ流体チップ, microfluidic ChipShop

新情報
2020年5月 #OoCovid initiative:
新型コロナウイルス感染症(Covid-19) 研究者対象 Organ-on-a-chipセットアップの無償提供企画

2020年3月 microfluidic ChipShopのチップを用いたAlveolus-on-a-chipモデル (肺胞 on a chip)
2020年2月 Lab-on-a-Chip カタログ 第6版 発行
2019年10月 ALTEX (Alternatives to animal experimentation)の,Organ-on-a-chip分野で世界で最も活発な企業(Lab-on-a-chip製造分野)にて,microfluidic ChipShopが1位,Fluigentが3位と評価されました。

1. microfluidic ChipShopのマイクロ流体チップ

microfluidic ChipShop GmbHのマイクロ流体チップと関連サービスを御紹介いたします。マイクロ流体機能・コンセプトを低リスクで評価できる,多数のカタログ製品を用意しております。また,お客様の御要望に応じたカスタマイズチップをデザイン,試作,量産しています。

2. POCT (point-of-care testing) / IVD
POCT (point of care testing)あるいはPOC (point-of-care diagnostics)は,患者の傍らで医療従事者自らが行う簡便な検査と定義され,日本語では臨床現場即時検査と称されています。

POCTでは診断結果を得るまでの時間が短縮できる迅速診断用のカートリッジが消耗品として用いられるため,様々なアッセイを一つのプラットフォーム上に搭載でき,量産時に価格を抑えることができる,ポリマー製のマイクロ流体チップの有用性に注目が集まっています。

microfluidic ChipShopでは,ポリマー製のマイクロ流体デバイス上にバイオアッセイを統合したPOCT向けのカートリッジ製造を,デザインから試作,OEM生産まで一貫して対応しております。

[アッセイ例] 分子アッセイ,免疫アッセイ,臨床化学分析,細胞ベースアッセイ
[サンプル例] 血液,唾液,痰,尿,スワブ,土壌,空気
[検出技術例] 蛍光,比色分析,電気化学,電気泳動

3. マイクロ流体モジュールの統合例
microfluidic ChipShopが持っている様々なマイクロ流体機能を組み合わせ,試料導入,DNAの抽出とPCRによるDNA増幅,試薬との混合と検出等をチップ上で行うことができます。

以下のチップはmicrofluidic ChipShopの行ったPOCT向け製品の開発例です。CanDoチップの黒いパーツはシリコンセンサです。このように,お客様の開発したセンサをマイクロ流体デバイスに搭載することができます。

チップ上のマイクロ流体コンポーネントを制御してアッセイの結果を読み取る検出装置も,microfluidic ChipShopにて製造いたします。

カスタマイズチップ / POCTカートリッジの例

CanDo
    CanDoチップ
    シリコンフォトニックセンサを統合したDNA増幅,検出用マイクロ流体チップ
    Integrated cartridge for DNA amplification and subsequent detection using a silicon photonic sensor. EU-FP7 project CanDo, No. 610472
IMRAチップ / ChipShop
    IMRAチップ
    液体試薬と乾燥試薬を統合し,電極,回転バルブ,PCRチャンバを統合したマイクロRNA (miRNA)分析チップ
    Integrated Microfluidic Chip with Complete Sample Preparation for miRNA Analysis, FKZ 0316078A, BMBF Project IMRA
上記のチップで使われている個々のマイクロ流体機能についてはこちら

4. 汎用診断システム ChipGenie edition Dx
通常,マイクロ流体技術を用いたポイントオブケア診断システムは,ある一つの疾患に関する分子診断検査専用に設計されているため,開発コストが高くなり,ユーザのトレーニングも多岐にわたる必要があります。
microfluidic ChipShopは,診断したい疾患向けに,マイクロ流体チップでPOCT診断のできるプロトコルの開発プラットフォーム(チップカートリッジと検査装置)を提供いたします。
共通の形状を持つ標準化されたチップと装置を用いて,プロトコル,チップカートリッジのデザインと製造,検査装置の開発と製造を承ります。

事例
サンプルを入れると解析結果が出力される「サンプル・イン/アンサー・アウト」型のコンセプトに則ったマイクロ流体カートリッジ構造を用いて,分子診断検査(ヒト型結核菌(MTB)),イムノアッセイ(HIV p24),生化学的検査(アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT))用のシステムを開発し,非臨床のバリデーションを行いました。

CanDo
    ChipGenie edition Dx向けカートリッジ例
    光学的,電子的な接続に関するすべてが,装置とカートリッジに組み込まれている。またコンタミ防止のため,アッセイに必要な試薬は全て乾燥,凍結乾燥または液体の状態でカートリッジ上に搭載されている。チップはアッセイに応じてカスタマイズされる。
edition Dx
    アッセイ開発プラットフォームChipGenie edition Dx
    左記のチップカートリッジに対応した診断システム例。エンドユーザがサンプル導入とカートリッジの挿入を行うと,装置がサンプルの検出と病原体の同定を行う。装置はアッセイに応じてカスタマイズされる。

Publication list: microfluidic ChipShopのマイクロ流体チップを用いた研究成果 (抜粋)

[POCT (Point of care testing)]
▶A low-cost integrated biosensing platform based on SiN nanophotonics for biomarker detection in urine. D Martens et al., Anal. Methods, 2018, 10, 3066
▶Label-Free and Real-Time Detection of Tuberculosis in Human Urine Samples Using a Nanophotonic Point-of-Care Platform. P Ramirez-Priego et al., ACS Sens. 2018, 3, 10, 2079-2086
▶Microfluidic Cartridges for Automated, Point-of-Care Blood Cell Counting. S Simth et al., SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation, 22(2), 176-185.

[Organ-on-a-chip / Microphysiological systems]
▶A new organ-on-chip platform for physiological relevant in-vitro reproduction of the blood–brain barrier. H Kiessling et al., MicroTAS 2015
▶Monitoring cytochrome P450 activity in living hepatocytes by chromogenic substrates in response to drug treatment or during cell maturation. J Theobald et al., Arch Toxicol 92, 1133-1149 (2018)
▶A three-dimensional immunocompetent intestine-on-chip model as in vitro platform for functional and microbial interaction studies. M Maurer et al., Biomaterials, Volume 220, November 2019, 119396
▶Endogenous metabolites of vitamin E limit inflammation by targeting 5-lipoxygenase. H Pein et al., Proc. of SPIE Vol. 10699 106990U-1
▶In vitro metabolic activation of vitamin D3 by using a multicompartment microfuidic liverkidney organ on chip platform. J Theobald et al., Scientific Reports | (2019) 9:4616
▶Co-infection with Staphylococcus aureus after primary influenza virus infection leads to damage of the endothelium in a human alveolus-on-a-chip model. S Deinhardt-Emmer, K Rennert et al., Biofabrication 12 (2020) 025012

[Immunoassay / イムノアッセイ]
▶An integrated homogeneous SPARCL™ immunoassay for rapid biomarker detection on a chip. N Sandetskaya et al., Anal. Methods, 19, 2542-2550, 2019.