オンチップ高精度操作技術で定量解明する細胞の非線形非平衡性
| Project/Area Number |
16H06933
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊藤 弘明 大阪大学, 工学研究科, 特任研究員(常勤) (10783186)
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| Project Period (FY) |
2016-08-26 – 2018-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 細胞骨格 / 界面ダイナミクス / ソフトマター物理学 / 生物物理学 / 制御工学 / 物性実験 / ソフトマター物理 / 生物物理 / 機械力学・制御 / マイクロ・ナノデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度は、単一細胞の大変形に関する粘弾性の直接測定に挑戦した。その結果、これまで力の次元の無い相対値としてしか求まらなかった細胞の粘弾性を表す各係数を次元付きの値として定量化することができた。マイクロ流体デバイス内における直径8マイクロメートルの赤血球細胞に関する高スループット粘弾性測定は、力の測定機構、測定精度の両面でチャレンジングであったが、前年度に確立したマイクロ流体デバイス内細胞マニピュレーションを活用した幾つかの手法でこの課題に当たった。
試行錯誤の中で特に細胞の弾性係数測定手法として意義深い結果を得られたのが、マニピュレーション中に流体から受ける力を推定しヤング率に変換する手法と、形状ゆらぎ解析（flicker spectroscopy）を行い表面張力や曲げ弾性係数を得る手法である。マニピュレーションシステムと共存する形で上記の二種の測定手法に最適なイメージング法や実験条件を構築することで、赤血球細胞について、マイクロ流路内で4つの力学パラメーター（2つの弾性係数と2つの粘性係数）を単位付きで推定することに成功した。そこで得られた値は、いずれも過去に報告されている異なる手法と比較して適切なものであり、前年度に明らかにした変形能の変形時間依存性やATP濃度依存性などと合わせて細胞の生命ならではの力学特性を適切かつ高速に定量化することに成功しているといえる。これらの成果は国際会議のプロシーディングス論文として投稿中であり、今後実験・解析ともにさらに内容を深め、学術誌への論文投稿を行う予定である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(29 results)
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[Journal Article] Adsorption of galloyl catechin aggregates significantly modulates membrane mechanics in the absence of biochemical cues.2017
Author(s)
Matsuzaki, T.; Ito, H.; Chevyreva, V.; Makky, A.; Kaufmann, S.; Okano, K.; Kobayashi, N.; Suganuma, M.; Nakabayashi, S.; Yoshikawa, H. Y.* & Tanaka, M.*
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Journal Title
Phys. Chem. Chem. Phys.
Volume: 19
Issue: 30
Pages: 19937-19947
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Pressure Dependency of Virtual Vortex Gear2017
Author(s)
Toshio Takayama, Chia-Hung Dylan Tsai, Hiroaki Ito, Makoto Kaneko
Organizer
The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2017)
Place of Presentation
Savannah International Trade & Convention Center, USA
Year and Date
2017-10-22
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Virtual Vortex Gear2017
Author(s)
Chia-Hung Dylan Tsai, Takayuki Akai, Mitsuhiro Horade, Hiroaki Ito, Makoto Kaneko
Organizer
The 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers2017)
Place of Presentation
Kaohsiung, Taiwan
Year and Date
2017-06-18
Related Report
Int'l Joint Research
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