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Development of Digital Cell Manipulation Station for Massively Parallel Analysis of Single Cells

Research Project

Project/Area Number 25820087
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

NAGAI Moeto  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00580557)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords細胞操作 / 細胞内デリバリー / マニピュレータアレイ / ナノニードルアレイ / 細胞機能解明 / 超並列細胞操作 / 誘電泳動力 / 単一細胞 / 単一細胞操作 / デジタル細胞操作ステーション / 電気浸透流 / 双方向制御型ポンプ / マイクロノズルアレイ
Outline of Final Research Achievements

The aim of the study is to develop a cell manipulation system capable of handling single cells at massively parallel manner (over 10^4 cells) named as “iCellStation” toward understanding the mechanism of diseases and establishing medical treatments. For establishment of fundamental technologies of the cell manipulation system, I achieved the following three research items: (1) Parallel manipulation technique of single cells based on electro-osmotic flow. (2) Single-cell manipulation technique using dielectrophoresis with dielectric coated electrodes. (3) Fabrication technology of nanoneedle array for massively intracellular delivery. Basic technologies for massively parallel cell patterning and intracellular delivery have been developed.

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (17 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Development and Characterization of Hollow Microprobe Array as a Potential Tool for Versatile and Massively Parallel Manipulation of Single Cells2015

    • Author(s)
      M. Nagai, K. Oohara, K. Kato, T. Kawashima, T. Shibata
    • Journal Title

      Biomedical Microdevices

      Volume: 17 Issue: 2 Pages: 41-41

    • DOI

      10.1007/s10544-015-9943-z

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication and Characterization of Hollow Needle Array for Electrokinetic Intracellular Delivery of Biomolecules2014

    • Author(s)
      M. Nagai, T. Miyamoto, T. Kawashima, T. Shibata
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1585 Pages: 117-122

    • DOI

      10.1063/1.4866628

    • Related Report
      2013 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 低侵襲・超並列細胞操作のための誘電泳動プローブアレイの開発と評価2015

    • Author(s)
      松瀬優也,永井萌土,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      2015年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東洋大学 白山キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Minimally Invasive Dielectrophoretic Manipulation of Single Cells with Polymer-Coated Microelectrodes2014

    • Author(s)
      Yuya Matsuse, Moeto Nagai, Takahiro Kawashima, and Takayuki Shibata
    • Organizer
      The Irago Conference 2014
    • Place of Presentation
      AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), Tsukuba
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-05
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  • [Presentation] 超並列細胞内デリバリーのためのナノニードルアレイの先端形状制御2014

    • Author(s)
      宮本篤真,永井萌土,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      第6回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(松江、島根県)
    • Year and Date
      2014-10-20 – 2014-10-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 幹細胞機能解析のための微小環境場の構築─集積化プローブおよびマルチウェルによる高効率単一細胞操作─2014

    • Author(s)
      松瀬優也,永井萌土,曽我智史,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      日本機械学会 2014年度年次大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学 東京千住キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
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  • [Presentation] 超並列シングルセル解析のためのデジタル細胞操作ステーションの開発2014

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      永井萌土,松瀬優也,曽我智史,河原田 翔,川島貴弘,柴田隆行,
    • Organizer
      電子情報通信学会 電子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学 ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー(VBL)
    • Year and Date
      2014-07-10 – 2014-07-11
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  • [Presentation] Microprobe Array Integrated with Bidirectional Electroosmotic Pump for Massively Parallel Cell Manipulation2014

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      M. Nagai, K. Kato, S. Soga, T. Kawashima, and T. Shibata
    • Organizer
      APCOT 2014 (7th Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies)
    • Place of Presentation
      EXCO, Daegu, Korea
    • Year and Date
      2014-06-29 – 2014-07-02
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  • [Presentation] 双方向制御型電気浸透流ポンプを用いた超並列細胞操作技術の開発2014

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      曽我智史,永井萌土,加藤啓太,川島貴弘,柴田隆行
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      日本機械学会東海支部第63期総会・講演会
    • Place of Presentation
      大同大学
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  • [Presentation] 超並列細胞アセンブリのための電場駆動力を利用した透明セルフィーダの開発2014

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      松瀬優也,永井萌土,加藤啓太,川島貴弘,柴田隆行
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      精密工学会2014年度春季大会
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      東京大学本郷キャンパス
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  • [Presentation] 双方向制御型電気浸透流を利用した超並列細胞操作用マイクロプローブアレイの開発2014

    • Author(s)
      加藤啓太,永井萌土,曽我智史,松瀬優也,川島貴弘,柴田隆行
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      精密工学会2014年度春季大会
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      東京大学本郷キャンパス
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  • [Presentation] "双方向制御型電気浸透流を利用した超並列細胞操作用マイクロプローブアレイの開発2014

    • Author(s)
      加藤啓太,永井萌土,曽我智史,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      第23回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Electrokinetic manipulation of cells using DC-biased AC electric fields2013

    • Author(s)
      M. Nagai, Y. Matsuse, T. Kawashima, and T. Shibata
    • Organizer
      The Irago Conference 2013
    • Place of Presentation
      Irago Sea-Park&Spa Hotel
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  • [Presentation] Fabrication and Characterization of Hollow Needle Array for Electrokinetic Intracellular Delivery of Biomolecules2013

    • Author(s)
      M. Nagai, T. Miyamoto, T. Kawashima, and T. Shibata
    • Organizer
      The Irago Conference 2013
    • Place of Presentation
      Irago Sea-Park&Spa Hotel
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] Fabrication of Openly Accessible Cell Station in Transparent Materials for High-throughput Cell Analysis2013

    • Author(s)
      Moeto Nagai, Yuya Matsuse, Keita Kato, Takahiro Kawashima, Takayuki Shibata
    • Organizer
      39th International Conference on Micro and Nano Engineering (MNE 2013)
    • Place of Presentation
      Imperial College London
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 中空マイクロプローブアレイを用いた超並列デジタル細胞操作ステーションの開発2013

    • Author(s)
      加藤啓太,永井萌土,大原清孝,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
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  • [Presentation] 電場駆動力を利用した細胞内デリバリー技術の開発 -中空ニードルアレイを用いた超並列操作の基礎的検討-2013

    • Author(s)
      宮本 篤真,永井 萌土,川島 貴弘,柴田 隆行
    • Organizer
      平成25年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
    • Place of Presentation
      東京工科大学蒲田キャンパス
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 超並列デジタル細胞操作ステーションの開発 -電場駆動力を用いた細胞操作法の基礎的検討-2013

    • Author(s)
      永井 萌土,松瀬 優也,加藤 啓太,曽我 智史,川島 貴弘,柴田 隆行
    • Organizer
      平成25年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
    • Place of Presentation
      東京工科大学蒲田キャンパス
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      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 超並列デジタル細胞操作ステーションの開発-電場駆動力を利用した単一細胞の同時並列操作-2013

    • Author(s)
      加藤啓太,永井萌土,川島貴弘,柴田隆行
    • Organizer
      第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
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  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 研究者個人の紹介

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      http://www.tut.ac.jp/university/faculty/me/667.html

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  • [Remarks] マイクロ・ナノ機械システム研究室のWebページ

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      http://mems.me.tut.ac.jp/

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  • [Remarks] 研究者個人のWebページ

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      https://sites.google.com/site/moeton/

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  • [Remarks] オンチップ細胞機能解析システム(Cellular MEMS)

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      http://mems.me.tut.ac.jp/r_cell.html

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      http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=667

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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