安定・均一なドロップレットを簡単作製「On-chip Droplet Generator」
微小な水滴が作リ出す培養環境
“On-chip Droplet Generator”
On-chip® Droplet Generator は独自のマイクロ流路チップを用いて、油中に直径数十μmの水滴“ドロップレット”を簡単に大量作製できる装置です。
油中水滴などのドロップレットは、その１つ１つが小さな反応系として微生物・細胞の培養、遺伝子解析分野において活用されています。
ドロップレット技術は、シングルセル解析や100万サンプルを超える同時並行アッセイが容易に実現可能なことからハイスループットスクリーニング（HTS）手法として注目されています。
On-chip® Droplet Generatorで広がる研究分野
● 環境中から新規微生物の探索
土壌、腸内フローラ、海洋に存在する多様な微生物を封入・培養・単離
● 高生産株を迅速に樹立
ドロップレット内に分泌される酵素や代謝物の検出・分離
● 抗体産生細胞のスクリーニング
安定かつ生産性の高い抗体産生細胞株を取得
On-chip Droplet generatorの特徴
シンプルな操作で安定したドロップレットを作製
各リザーバーに試薬を入れて加圧するだけで、安定かつ均一サイズのドロップレットを大量に作製することができます。
作製したいサイズに応じて2種類のチップを選択
2D Chip-800DG: 20-40 μmサイズ程度の小スケール
2D Chip-1060DG: 60-120 μmサイズ程度の大スケール
容易な圧力制御でサイズ調整
サンプルやオイルにかかる圧力の制御により、ドロップレットサイズを調整可能です。
観察ユニットで作製中のドロップレットの観察可能
付属の観察ユニットを使用することで、作製後のドロップレットの観察ができます。
作製ドロップレットの種類を選択
On-chip® Droplet Generatorは ”W/Oドロップレット” と “GMD” の二種類のドロップレットを作製可能
On-chip® Droplet Generator と On-chip® Sort の活用
細胞増殖ドロップレットのソーティング
① W/Oドロップレットに封入・培養した大腸菌を、GFP(菌体内発現)の蛍光を指標にソーティング
② W/Oドロップレットに封入・培養したテトラヒメナを、自家蛍光を指標にソーティング
③ GMDに封入・培養したA549を、GFP(菌体内発現)の蛍光を指標にソーティング
▶ On-chip® SortでW/Oドロップレットを用いた スクリーニングが可能
▶ 100 μm級のGMDもソーティング可能
W/Oドロップレットで増殖した微生物の検出
ドロップレットで増殖した微生物を検出・ソーティングする FNAP-sort （Fluorescent Nucleic Acid Probe in droplets for sorting bacteria）システムを（国研）産業技術総合研究所と共同開発した。
モデル微生物として大腸菌、枯草菌、放線菌、根粒菌を 培養した例では、増殖したドロップレット内部での蛍光強度の上昇が確認された。
本システムを用いることで環境等から増殖活性に基づくスクリーニングが可能となる。
▶ 増殖を簡便に検出可能なシステムの開発
▶ 増殖が遅い難培養微生物などのスクリーニングへの応用
土壌環境から酵素の高生産微生物をスクリーニング
土壌から採取した微生物を酵素(ペプチダーゼ)に反応する基質とともにW/Oドロップレットに封入・培養した。On-chip® Sortを用いて100万ドロップレットを解析し、酵素活性に基づく蛍光強度が特に高いドロップレットをソーティングし、寒天培地に単離した。形成したコロニーに対して再培養による上清のアッセイを実施した。
最終的に、On-chip® Droplet GeneratorとOn-chip® Sortを用いて、新規のペプチダーゼ高生産微生物を単離することに成功した。
▶ W/Oドロップレットを用いることで、数時間で100万検体の環境微生物スクリーニングが可能
▶ 微生物の多様な増殖形態と酵素活性を観察可能
W/Oドロップレット培養は環境中の多様性を保持
土壌細菌をW/Oドロップレットおよび試験管を用いた液体培地により7日間培養した。その後、DNAを抽出し、Next Generation Sequencing (NGS)により菌叢を解析した。
W/Oドロップレット培養においては土壌の菌叢が比較的保存されていることが分かった。それぞれのOTU数(Operational Taxonomic Unit)を比較すると、W/Oドロップレット培養は従来の方法の約2倍である。
▶ W/Oドロップレット培養は、従来の培養手法よりも多様な土壌細菌を培養可能であることが示唆
▶ ドロップレット1つ1つに細菌を区画化することで、多様な微生物を培養可能
GMDによるタンパク質高分泌酵母のスクリーニング
分泌性ルシフェラーゼを生産する形質転換体の酵母へUV照射によるランダム変異を加え、GMDに封入・培養した。ルシフェラーゼ由来蛍光強度が高いGMDをOn-chip® Sortを用いてソーティングし、寒天培地に単離した。形成したコロニーに対して再培養による上清のアッセイを実施した。
スクリーニングの結果、親株よりも生産能が向上した株を効率的に取得することに成功した。
▶ 105個のUV変異酵母から親株より最大5倍の生産性が向上した株を取得
▶ GMDを用いることで従来の手法よりも短時間(2日以内)・低コストを実現
安定した圧力供給装置と作製の様子を観察できるユニット
| 仕様 | On-chip®Droplet Generator | On-chip®Droplet Generator温調観察ユニット | |
|---|---|---|---|
| 本体 | サイズ | 270 x 270 x 280 mm (W x D x H) | |
| 送液圧力 | 7 – 80 kPa | ||
| 最大送液系統 | 3系統（サンプル、オイル、他試薬） | ||
| 作製液滴サイズ | 直径20 – 40 μm（任意で調整可能） | ||
| 生成速度 | 約100,000個/分 (30 μmドロップレット作製時） | ||
| 制御 | ノートPC（Windows10） | ||
| 電源入力 | AC 100-240V, 50/60Hz | ||
| 消費電力 | 1.2A typ (ACIN 100V) | ||
| ユニット | 観察ユニットのサイズ | 195 x 195 x 420 (W x D x H) | 215 x 310 x 430 mm (W x D x H) |
| 付属品 | 観察用カメラ | 観察用カメラ, ペルチェユニット、コントローラ | |
| 温度設定範囲 | – | -5℃ – 70℃ | |
| 使用周囲環境 | – | 温度5℃ – 40℃ 湿度85%RH以下 | |
| 電源入力 | – | DC24V | |
| 消費電力 | – | 6.5A max | |
| 製品番号 | 製品名 | 仕様概要 |
| 60001 | On-chip®Droplet Generator | 本体、チップホルダー、観察ユニット |
| 60002 | On-chip®Droplet Generator (温調観察ユニット付き) | 本体、チップホルダー、温調観察ユニット |
| 62001 | Droplet Generator temperature control unit | 温調観察ユニット |
マイクロ流路チップを用いて、安定なドロップレットをシンプルに大量作製
| 仕様 | 2D chip-800DG | 2D chip-1060DG |
|---|---|---|
| 適応サンプル | 水溶液、培養液、ゲル溶液など | |
| 適応オイル | フッ素系オイル | |
| チップ素材 | 樹脂 (COP) | |
| 流路サイズ (幅x高さ) | 30 μm x 30 μm (レーン1~8まで全て同じ) |
60 μm x 60 μm |
| リザーバー容量 | サンプル最大200 μL オイル最大200 μL |
サンプル最大640 μL オイル最大2,300 μL |
| 作製ドロップレットの回収 | 回収リザーバーに溜まる | 1.5 mLチューブに直接回収 |
| 作製数 | 約1,000,000個 (直径30 μm、15分程度、8連使用時) |
約100,000個 (直径100 μm、3分程度) |
| 製品番号 | 製品名 | 製品概要 | 包装単位 |
| 63005 | DG8 Chip Holder | 専用8連チップホルダー | 1個 |
| 63006 | 1060DG Chip Holder | チップホルダー、バイアル瓶 チューブラック | 1個 |
| 1003002 | 2D chip-800DG | ドロップレット作製用 8連チップ(COP) | 10 chips/箱 |
| 1003003 | 2D chip-1060DG | ドロップレット作製用 8連チップ(COP) | 10 chips/箱 |
お客様の用途に応じたカスタマイズチップをご用意することも可能です。
安定なドロップレットの作製に優れたフッ素系オイル
| 製品番号 | 製品名 | 製品概要 | 容量 |
| 2003001 | 008-fluoroSurfantant-5wtH-10mL | 5%の界面活性剤を含むフッ素系オイル | 10 mL |
| 2003002 | 008-fluoroSurfantant-0.1wtH-100mL | 0.1%の界面活性剤を含むフッ素系オイル | 100 mL |
| 2003003 | On-chip® FluoroSurfactant-5wtH Oil | 5%の界面活性剤を含むフッ素系オイル | 10 mL |
| 2003004 | On-chip® FluoroSurfactant-0.1wtH Oil | 0.1%の界面活性剤を含むフッ素系オイル | 100 mL |
