マルチスケール・バイオセンシングによるミクロ・マクロ空間における細胞応答計測

• Project/Area Number: 18048018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 鈴木 正康 University of Toyama, 大学院・理工学研究部, 教授 (70226554)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: マイクロアレイ / 計測工学 / マイクロ・ナノデバイス / 生物・生体工学 / センサ

Research Abstract

本研究はPDMSを用いて作製したマイクロチャンバーに、研究代表者が開発した、10μmレベルからmmスケールまでマルチスケーラブルな新しいセンシング技術、マイクロアレイ型化学・バイオセンサ及び高解像度2次元SPRイメージングセンサを装着し、直径が10μm(細胞数約1個)、100μm(細胞数約100個)、1mm(細胞数約10000個)の3種類の細胞数・空間スケールにおいて環境変化に対する細胞応答がどのように異なるかを評価するものである。1年目は、細胞活性測定用マイクロアレイ型pH、酸素センサ、及び高解像度2次元SPRイメージング免疫センサの高性能化を図ると共に、PDMSを用いた細胞チャンバー作製の基礎実験を行った。2年目である本年度は、まず2次元SPRセンサの解像度をより高めるために銀薄膜をべースとした基板を作製し、自己組織化単分子膜を介して抗体を固定化することで銀薄膜の安定化を実現した免疫センサを作製することができた。そして、ウェルサイズ(直径)が、10μm、100μm、1mmの3種類のpHまたは酸素計測機能付き細胞アレイチップにマウスリンパ球を分注し、細胞の代謝活性、呼吸活性が各スケールの空間において計測可能であることを示し、その比較・評価を行った。細胞数が多い100μm径ウェルでは高い再現性と精度が得られたが、細胞1個レベルで計測する10μmウェルの場合、個々の細胞の特性のばらつきが非常に大きく、空間サイズ影響評価の際に考慮が必要であることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] 2次元SPRセンサを用いる個々の肥満細胞の応答観測とアレルゲンセンシング (2008)
  • Author(s): 堀井雅恵, 篠原寛明, 入部康敬, 鈴木正康
  • Journal Title: Chemical Sensors 24(Suppl.A) Pages: 145-147
• [Journal Article] Multiscale 2D-SPR biosensing for cell chips (2007)
  • Author(s): M. Suzuki, T. Ohshima, S. Hane, 他
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics 19 Pages: 519-523
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of high resolution 2D-SPR imager to living cell-based allergen sensing (2007)
  • Author(s): M. Horii, H. Shonohara, Y. Iribe, M. Suzuki
  • Journal Title: Micro Total Analysis Systems 2007 1 Pages: 451-453
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 細胞マイクロアレイチップを用いた単一細胞スクリーニングシステムの開発 (2006)
  • Author(s): 鈴木 正康
  • Journal Title: 医学のあゆみ 218(2) Pages: 135-138
• [Journal Article] Application of an enzyme chip to the microquantification of L-phenylalanine (2006)
  • Author(s): S.Tachibana, M.Suzuki, Y.Asano
  • Journal Title: Analytical Biochemistry 359 Pages: 72-78
• [Journal Article] Detection of antibodies in 10 μm wells on micro-arrayed cell chips by 2D-SPR affinity imaging (2006)
  • Author(s): M.Suzuki, S.Hane, T.Ohshima, Y.Iribe, T.Tobita
  • Journal Title: Micro Total Analysis Systems 2006 Volume 1 Pages: 756-758
• [Journal Article] Multi-scale biosensing techniques for cell chips (2006)
  • Author(s): M.Suzuki, Y.Iribe
  • Journal Title: Proceedings of 2006 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science Pages: 392-395
• [Journal Article] 高倍率2次元SPRイメージングセンサにおける同一画像中での画質均質化 (2006)
  • Author(s): 入部康敬, 飛田達也, 鈴木正康
  • Journal Title: Chemical Sensors 22(Sup.B) Pages: 61-63
  • NAID: 40015136617
• [Presentation] 2D-SPR affinity biosensing in 10μm wells for multi-scale biosensing (2007)
  • Author(s): M. Suzuki, T. Ohshima, Y. Iribe
  • Organizer: MHS 2007 & Micro-Nano COE
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2007-11-12
• [Book] マイクロアレイ・バイオチップの最新技術 (2007)
  • Author(s): 鈴木 正康(分担執筆)
  • Total Pages: 306
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] ナノバイオ大事典 (2007)
  • Author(s): 鈴木 正康(分担執筆)
  • Total Pages: 638
  • Publisher: テクノシステム