出版社内容情報
★ バイオチップの開発動向や要素技術に加え，DNAチップ，プロテインチップ，糖鎖チップ，細胞チップ，ラボオンチップそれぞれの応用・開発まで網羅した成書。
★ 研究開発が加速するバイオチップ分野の最新技術を詳述。
★ 第一線の研究・開発者による執筆。
【発行のねらい】
バイオチップ技術の本格的展開は，DNAチップの開発に始まる。2000年から2001年にかけて出版したＤＮＡチップ応用技術，ＤＮＡチップ応用技術ＩＩにおいて紹介した技術は，今までは汎用技術として受け入れられているものも少なくない。近年，急速に開発が進められているプロテインチップ，糖鎖チップ，細胞チップなどの開発は，これらの技術を基に発展している。例えば，ＤＮＡのアレイ化の際に用いられるスタンプ方式やインクジェット方式の高集積化やフォトリソグラフィーに基づく固相合成は，バイオチップの基板技術といえる。一方で，タンパク質や糖鎖，細胞をチップ化する上で新たな手法や様々なチップ材料の研究が進められている。また，これまで主にヒトゲノムを中心としたゲノム解析，あるいはポストゲノム解析が研究対象であったのに対し，環境モニタリングやヘルスケアなどのより身近な応用も対象とされてきている。
ポストゲノム時代のバイオチップに望まれるのは，テーラーメイド医療や創薬開発を始め，食品産業，環境産業，ヘルスケアなどの広範な産業への貢献である。本書に収められた原稿は，バイオチップに関わる材料，検出手法，情報処理，それらに基づく応用の最新技術についてまとめたものであり，様々な分野の研究者・技術者の方々へ情報を提供できればと思っている。
2004年６月 松永 是
【執筆者一覧（執筆順）】
松永 是 東京農工大学 大学院共生科学技術研究部 生命機能科学部門 教授
岡村 好子 東京農工大学 大学院共生科学技術研究部 日本学術振興会 特別研究員
田中 剛 東京農工大学 大学院共生科学技術研究部 生命機能科学部門 助手
久本 秀明 兵庫県立大学大学院 物質理学研究科 物質反応解析学部門 助教授
松本 太 (財)神奈川科学技術アカデミー 「ナノホールアレー」プロジェクト 副研究室長
益田 秀樹 (財)神奈川科学技術アカデミー 「ナノホールアレー」プロジェクト 研究室長
；東京都立大学大学院 工学研究科 応用化学専攻 教授
内田 勝美 東京理科大学 理学部 応用化学科 助手
長崎 幸夫 東京理科大学 基礎工学部 材料工学科 教授
石原 一彦 東京大学大学院 工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授
竹中 繁織 九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 助教授
中村 史 (独)産業技術総合研究所 セルエンジニアリング研究部門 主任研究員
村瀬 至生 (独)産業技術総合研究所 関西センター 光技術研究部門 ガラス材料技術グループ
主任研究員
近藤 恭光 (独)理化学研究所 中央研究所 田代分子計測工学研究室 研究員
田代 英夫 (独)理化学研究所 中央研究所 田代分子計測工学研究室 主任研究員
坊農 秀雅 埼玉医科大学 ゲノム医学研究センター ゲノム科学部門 講師
中村由紀子 愛媛女子短期大学 生命科学研究所 研究員
池村 淑道 総合研究大学院大学 葉山高等研究センター 教授
小笠原直毅 奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 情報生命学専攻 教授
金谷 重彦 奈良先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 情報生命学専攻 教授
棚村 好彦 北海道大学 電子科学研究所 助手
三澤 弘明 北海道大学 電子科学研究所 教授
峰野 純一 タカラバイオ（株） DNA機能解析センター 副センター長
志和美重子 サイファージェン・バイオシステムズ（株） 横浜研究所 所長
森 肇 京都工芸繊維大学 繊維学部 応用生物学科 助教授；
（株）プロテインクリスタル 取締役
中澤 裕 （株）プロテインクリスタル 主任研究員
池田 敬子 （株）プロテインクリスタル 主任研究員
中山 秀喜 大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所
構造遺伝学センター 助手
久野 敦 (独)産業技術総合研究所 糖鎖工学研究センター 研究員
内山 昇 (独)産業技術総合研究所 糖鎖工学研究センター 研究員
平林 淳 (独)産業技術総合研究所 糖鎖工学研究センター チーム長
長堀 紀子 北海道大学大学院 理学研究科 生物科学専攻 助手
西村紳一郎 北海道大学大学院 理学研究科 生物科学専攻 教授
彼谷 高敏 東北大学大学院 工学研究科 生物工学専攻
安川 智之 東北大学大学院 環境科学研究科 助手
珠玖 仁 東北大学大学院 環境科学研究科 助教授
末永 智一 東北大学大学院 環境科学研究科；工学研究科 教授
安田 賢二 東京大学大学院 総合文化研究科 広域科学専攻 生命環境科学系 助教授
阪口 利文 近畿大学 産業理工学部 生物環境化学科 講師
本間 紀美 （株）高研 高研バイオサイエンス研究所 研究員；
国立がんセンター研究所 がん転移研究室
落谷 孝広 国立がんセンター研究所 がん転移研究室 室長
藤城 敏史 富山県工業技術センター 中央研究所 加工技術課 課長
小幡 勤 富山県工業技術センター 企画管理部 プロジェクト推進担当 研究員
谷野 克巳 富山県工業技術センター センター次長
岸 裕幸 富山医科薬科大学 医学部 免疫学 助教授
近藤佐千子 富山医科薬科大学 医学部 免疫学 助手
時光 善温 富山医科薬科大学 医学部 免疫学
本多 立 富山医科薬科大学 医学部 免疫学 助手
本木 和美 富山医科薬科大学 医学部 免疫学
村口 篤 富山医科薬科大学 医学部 免疫学 教授
民谷 栄一 北陸先端科学技術大学院大学 材料科学研究科 教授
山村 昌平 北陸先端科学技術大学院大学 材料科学研究科 研究員
鈴木 正康 富山大学 工学部 電気電子システム工学科 教授
大永 崇 富山県工業技術センター 中央研究所 材料技術課 主任研究員
火原 彰秀 東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻 講師
北森 武彦 東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻 教授
森島 圭祐 (財)神奈川科学技術アカデミー 光科学重点研究室 マイクロ化学グループ 研究員
一木 隆典 東京大学大学院 工学系研究科 総合研究機構；
科学技術振興機構PRESTO 助教授
金 幸夫 東京大学 工学部 総合研究機構 助教授
【構成および内容】
第１編 総論
第１章 バイオチップの技術総論 松永 是，岡村好子
１．ポストゲノムシークエンスのアプローチ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
２．プロテオームそして細胞レベルへ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
３．バイオチップの応用 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4
４．本書をまとめるにあたって ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
第２編 要素技術
第１章 アレイ・チップ材料の開発
１．磁性ビーズを利用したバイオチップ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・9 田中 剛，松永 是
１．１ はじめに
１．２ バイオアドレッシング技術
１．３ 磁気計測技術のチップ解析への応用
１．４ 磁性ビーズの開発状況
１．５ バイオ磁性ビーズの利用
１．５．１ バイオ磁性ビーズ表面への分子構築
１．５．２ タンパク質のアセンブリング技術
１．５．３ 磁気プローブ
１．６ おわりに
２．膜を利用したチップ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・22 久本秀明
２．１ はじめに
２．２ マイクロチャネル内界面重合に基づく高分子膜の作製
２．３ ガス透過膜としてのマイクロチャンネル内高分子膜
２．４ チャネル内高分子膜への酵素固定化に基づく基質透過・化学変換膜の作製
２．５ おわりに
３．ナノポーラス材料に基づくバイオチップ ・・・・・・・・・・・・・・・33 松本 太，益田秀樹
３．１ はじめに
３．２ アルミナナノホールアレイ構造およびバイオチップ基板の作製
３．３ 生体関連分子の二次元高密度パターニング
３．４ フロースルー型三次元DNAアレイの作製
３．５ おわりに
４．バイオチップの表面処理技術 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・42 内田勝美，長崎幸夫
４．１ はじめに
４．２ DNAチップの表面処理
４．３ プロテインチップの表面処理
４．４ 糖鎖チップの表面処理
４．５ 細胞チップの表面処理
４．６ 高感度化のためのチップ表面処理
４．６．１ SAMを利用した表面処理
４．６．２ プローブ分子の配向性を考慮した表面処理
４．６．３ ポリマーを利用した表面処理
４．７ おわりに
５．PCサーフェイステクノロジーによるバイオ分子高効率機能表面の創製 ・・・53 石原一彦
５．１ はじめに
５．２ 究極のバイオインターフェイスとは－PCサーフェイステクノロジー－
５．３ バイオ分子の非特異的吸着抑制
５．４ バイオ分子の選択固体化
５．５ バイオ分子の安定化
５．６ PCサーフェイスを実装したバイオチップの実例
５．７ おわりに
第２章 バイオチップの検出技術開発
１．分光学的手法および電気化学的手法 ・・・・・・・・・・・・・・・・・64 竹中繁織
１．１ 分光学的手法によるバイオチップの検出
１．２ 電気化学的手法によるバイオチップの検出
１．３ おわりに
２．AFMによるバイオチップの加工と力学測定 ・・・・・・・・・・・・・72 中村 史
２．１ はじめに
２．２ AFMを用いたリソグラフィー技術
２．３ 酵素を用いたAFMによる生体分子微細加工
２．４ 生体分子相互作用の力学測定
２．５ おわりに
３．蛍光性半導体ナノ粒子 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・81 村瀬至生
３．１ ナノ粒子の一般的性質
３．２ 作製法
３．３ 粒子形成メカニズムと発光効率
３．４ 単一分子，粒子分光
３．５ 現行の発光体の代替としての応用
３．６ 蛍光プローブとしての応用
４．検出のための装置・システム・試薬の開発 ・・・・・・・・・・・・・90 近藤恭光，田代英夫
４．１ はじめに
４．２ ハイブリダイゼーション装置
４．３ 検出装置・試薬
４．４ デジタル検出技術の開発
４．５ おわりに
第３章 バイオチップの情報処理技術
１．バイオチップデータ解析のためのバイオインフォマティクス技術 ・・・101 坊農秀雅
１．１ バイオチップとバイオインフォマティクス
１．２ バイオチップからのデータを用意する
１．３ バイオチップデータ解析のためのバイオインフォマティクス技術
１．３．１ チップに用いる配列データソース
１．３．２ 機能アノテーションと結びつけて解析する
１．３．３ データを可視化する
１．４ おわりに
２．発現プロファイルに基づいた遺伝子の高精度分類法：細胞・組織特異的な発現遺伝子のマイニング
・・・・・・・・・・109 中村由紀子，池村淑道，小笠原直毅，金谷重彦
２．１ はじめに
２．２ 時系列発現プロファイル解析
２．３ マイクロアレイ技術の植物遺伝子解析への応用
２．４ 付録：BL-SOMのアルゴリズム
第３編 応用・開発
第１章 DNAチップの応用技術
１．次世代遺伝子解析マイクロアレイの開発 ・・・・・・・・・・・・・・121 棚村好彦，三澤弘明
１．１ はじめに
１．２ 従来のDNAハイブリダイゼーション検出チップ
１．３ 新しい原理に基づくDNAハイブリダイゼーション検出チップの開発
１．４ おわりに
２．マイクロビーズを利用した発現解析－MPSS－ ・・・・・・・・・・・127 峰野純一
２．１ はじめに
２．２ DNAマイクロビーズを用いた網羅的な発現解析
２．３ Megaclone
２．３．１ アンチタグマイクロビーズ
２．３．２ DNAマイクロビーズの作製
２．４ MPSS (Massively Parallel Signature Sequencing)
２．４．１ フローセル，エンコードアダプター，およびデコーダープローブ
２．４．２ MPSSによる塩基配列決定法
２．４．３ データ解析
２．５ データ紹介
２．６ おわりに
第２章 プロテインチップの応用技術
１．プロテインチップシステムの原理と臨床への応用 ・・・・・・・・・138 志和美重子
１．１ はじめに
１．２ プロテインチップシステムの特徴と原理
１．３ Expreesion Difference MappingTM（EDM；発現解析）アプローチ
１．４ Interaction DiscoveryTM Mapping（IDM；相互作用解析）アプローチ
１．５ 臨床への応用
１．６ おわりに
２．昆虫ウイルスの多角体を用いたプロテインチップの開発 ・・・・148 森 肇，中澤 裕，池田敬子
２．１ はじめに
２．２ 多角体へのタンパク質分子の固定化方法
２．３ 多角体に固定化されたタンパク質の安定性
２．４ 多角体へのリン酸化酵素の固定化とチップ作製
２．５ 多角体へのアレルゲンの固定化とチップ作製
２．６ 今後の展望
３．抗体チップとDNAチップの比較 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・158 中山秀喜
３．１ はじめに
３．２ 抗体チップの現状
３．３ 抗体チップ開発から，期待される波及技術
第３章 糖鎖チップの応用技術
１．糖鎖マイクロアレイの開発動向 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・161 久野 敦，内山 昇，平林 淳
１．１ はじめに
１．２ 第３のバイオチップ「糖鎖マイクロアレイ」の誕生
１．３ 糖鎖マイクロアレイの種類
１．４ 糖鎖マイクロアレイ応用研究の実際
１．５ おわりに
２．糖鎖合成技術の開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・168 長堀紀子，西村紳一郎
２．１ はじめに
２．２ 糖鎖合成装置の開発：生合成プロセスを模倣した糖鎖自動合成装置“Golgi”
２．３ タンパク質提示基板としての糖鎖チップの利用
２．４ 糖転移酵素チップの作製
２．５ おわりに
第４章 細胞チップの応用技術
１．細胞・微生物チップの開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・179 彼谷高敏，安川智之，珠玖 仁，末永智一
１．１ はじめに
１．２ 細胞・微生物パターニング
１．３ On-chip incubation
１．４ On-chip gene engineering
２．セロミクス研究のためのバイオチップ：オンチップ１細胞解析システム・・・・192 安田賢二
２．１ はじめに
２．２ 細胞が蓄えた後天的情報を解明する手法：オンチップ・１細胞解析システム
２．３ オンチップ１細胞計測系を用いた同一遺伝子を持った姉妹細胞，親子細胞の相同性比較
２．４ 細胞集団のコミュニティサイズ，ネットワークパターンが持つ後天的情報の解析
２．５ おわりに
３．発光微生物を用いた環境モニタリング ・・・・・・・・・・・・・・・・・202 阪口利文
３．１ はじめに
３．２ システムの概要
３．３ 計測の対象
３．４ 発光微生物固定化チップの作製
３．５ 発光微生物固定化チップからの生物発光
３．６ 発光細菌固定化チップと簡易測定システムによるオンサイトBOD測定
３．７ 発光細菌固定化チップを用いた実資料BOD測定
３．８ おわりに
４．遺伝子機能解析の新しいツール：セルトランスフェクションアレイ ・・・211 本間紀美，落谷孝広
４．１ はじめに
４．２ アテロコラーゲンとは
４．３ Atelocollagen-based cell transfection arrayによるトランスフェクション
４．４ Atelocollagen-based cell transfection arrayの特長
４．５ Atelocollagen-based cell transfection arrayによる遺伝子機能解析
４．６ その他のトランスフェクションアレイ
４．７ おわりに
５．免疫診断用マイクロウェルアレイ細胞チップ ・・・・・・・・・・・・・・218 藤城敏史，小幡 勤，谷野克巳
５．１ はじめに
５．２ 免疫診断用マイクロウェルアレイチップの開発
５．３ 作製プロセス
５．４ ウェルのパラメータと性能
５．４．１ ウェルのサイズ
５．４．２ ウェル形状
５．４．３ 表面
５．４．４ ウェルピッチ
５．４．５ マーカー
５．５ おわりに
６．リンパ球チップ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・225 岸 裕幸，近藤佐千子，時光善温，
本多 立，本木和美，村口 篤，民谷栄一，山村昌平，鈴木正康，藤城敏史，小幡 勤，大永 祟
６．１ はじめに
６．２ 抗原特異的Bリンパ球と抗体は１：１対応
６．３ リンパ球チップシステム
６．３．１ マイクロウェルアレイチップとスキャナ
６．３．２ 抗原特異的リンパ球の検出
６．３．３ 抗原特異的リンパ球の回収
６．４ 従来の抗原特異的Bリンパ球の検出法との比較
６．５ リンパ球チップの応用
６．６ 従来のものモノクローナル抗体作製法との比較
６．７ おわりに
第５章 ラボオ鵐船奪廚粒?発 火原彰秀，北森武彦
１．ラボオンチップ総論 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・236
１．１ はじめに
１．２ マイクロ流体
１．２．１ 重力と張力
１．２．２ 粘度とマイクロ流体
１．３ マイクロ多相流の制御
１．４ 連続流体化学プロセス
１．５ まとめ
２．バイオマイクロシステムの開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・249 森島圭祐
２．１ はじめに
２．２ 培養心筋細胞駆動を目指した足場材料の微細加工技術
２．３ 心筋細胞駆動型バイオマイクロアクチュエーターとマイクロ流体制御デバイス
２．４ まとめおよび今後の展望
３．オンチップ細胞計測システムの開発 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・260 一木隆範
３．１ はじめに
３．２ チップ上での細胞・微粒子の輸送および操作の物理
３．３ 電気泳動による細胞輸送
３．４ 電気泳動による細胞表面電位の評価
３．５ セルソーターチップ
３．６ おわりに
４．電極集積化マイクロチャネルチップ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・269 金 幸夫
４．１ はじめに
４．２ 電極集積化マイクロチャネルチップの作製
４．３ 電極集積化マイクロチャネルチップの応答特性
４．４ 分光電気化学への応用
４．５ おわりに
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内容説明
本書は、バイオチップに関わる材料、検出手法、情報処理、それらに基づく応用の最新技術についてまとめたものである。
目次
第１編 総論（バイオチップの技術総論）
第２編 要素技術（アレイ・チップ材料の開発；バイオチップの検出技術開発；バイオチップの情報処理技術）
第３編 応用・開発（ＤＮＡチップの応用技術；プロテインチップの応用技術；糖鎖チップの応用技術；細胞チップの応用技術；ラボオンチップの開発）
著者等紹介
松永是［マツナガタダシ］
東京農工大学大学院共生科学技術研究部生命機能科学部門教授
※書籍に掲載されている著者及び編者、訳者、監修者、イラストレーターなどの紹介情報です。
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- 和書
- それでも家相を信じますか
