On-chip Droplet Generator
微小な水滴が作り出す培養環境
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
■ 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。

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
【W/Oドロップレット】
オイル中に⽔溶液のドロップレットが分散した
Water-in-Oil型(W/O)のエマルジョン
【ゲルマイクロドロップ: GMD】
ゲルで固めたドロップレットが
⽔溶液中に分散
On-chip® Droplet GeneratorとOn-chip® Sortの活用
マイクロ流路チップ技術を⽤いた
On-chip® Sortはシース液にオイルを使⽤でき、
微⽣物等が増殖したW/Oドロップレットの選抜が可能
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細胞株を、GFP(細胞内発現)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評価可能

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液体培養の約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布酵素のスクリーニング
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

仕様 | On-chip® Droplet Generator | On-chip® Droplet Generator 温調ユニット付 |
|
本体 | サイズ | 270 x 270 x 280 mm (W x D x H) | |
---|---|---|---|
送液圧⼒ | 0.1 – 80.0 kPa | ||
最⼤送液系統 | 3系統(サンプル、オイル、他試薬) | ||
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 mm (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°C – 70 °C | |
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、800DGチップホルダー、観察ユニット |
60002 | On-chip® Droplet Generator(温調ユニット付) | 本体、800DGチップホルダー、温調観察ユニット |
60601 | On-chip® Droplet Generator +1060DG | 本体、1060DGチップホルダー、観察ユニット |
60602 | On-chip® Droplet Generator +1060DG | 本体、1060DGチップホルダー、温調観察ユニット |
61001 | 温調ユニット単独 | 温調観察ユニット |
Chip & holder
♦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 μmx 30 μm (レーン1~8まで全て同じ) |
60 μmx 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 |
---|---|---|---|
40005 | DG8 Chip Holder | 専用8連チップホルダー | 1個 |
40006 | 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。
Reagent
♦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 |