機能性細胞包埋ゲル粒子の精密調製に向けたオンチップ反応・処理プロセス
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22K14547
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鳥取 直友 九州大学, 工学研究院, 助教 (00840646)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | マイクロ・ナノ流体デバイス / マイクロプロセス / 細胞内包液滴 / 細胞包埋ゲル粒子 / ゲル微粒子 / 微小液滴 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，レイノルズ数が低く環境制御が容易なマイクロ流路内に，各種反応・処理液からなる多相並行流を形成し，規則的な支柱配列を用いて液滴や粒子を斜行・横断させることで，細胞包埋ゲル粒子の作製・ゲル粒子への機能性付与処理・所望の分離プロセスをシームレスに行う，新たな“機能性細胞包埋ゲル粒子”の作製法を確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は，以下を実施した．
（1）マイクロ流路デバイスの設計・作製：前年度の評価結果に基づき，十字流路を用いた液滴生成部とその下流に直列に接続したマイクロピラーアレイを用いた液滴分離・処理部から構成されるマイクロ流路デバイスに関して，溶液導入部や液滴生成部等の設計の改良を施し，作製を行った．
（2）細胞内包液滴の生成と分離：設計を改良したデバイスを用いて，細胞内包液滴の生成および分離試験を実施した．分散相として，細胞を懸濁したアルギン酸ナトリウム水溶液，連続相として，コーン油を用い，細胞内包液滴の生成状態を評価した．改良後のデバイスでは，液滴生成流路に狭窄部を設けることで，連続相の流量条件を低くした場合においても安定した液滴生成が確認された．生成した液滴は，順次マイクロピラーアレイへと導入され，細胞封入数の違いによって生じる液滴のサイズ差に基づいて連続分離される様子が確認された．
（3）細胞包埋ゲル粒子の生成・評価：設計を改良したデバイスに，カルシウムイオンを含む反応液，および置換溶液を導入し，多相並行流をマイクロピラーアレイ内に形成した後，細胞内包液滴に当該流域内を斜行・横断させ，連続的に液滴の分離，ゲル化，および溶液置換を行った．また，反応溶液の溶液組成を変更した際の多相並行流の形成状態や反応液内を斜行・横断する液滴のゲル化状態についての検討も実施した．生成液滴のうち，細胞内包液滴は，ピラー配列の傾き方向に斜行することで，反応液および置換溶液流内を横断した後，流路外に回収された．回収物を培地に置換した後，観察した結果，ゲルに内包されている細胞が確認され，本手法による細胞包埋ゲル粒子の生成が確認された．また，細胞を未内包の液滴は，マイクロピラーアレイ内を流れ方向に直進し，細胞内包液滴から分離・回収される様子が確認された．
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
