2004 Fiscal Year Annual Research Report
ハプティック・フォース・フィードバックによるフェムトニュートン細胞触診法の研究
| Project/Area Number |
14380403
|
|---|
| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
湊 小太郎 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (00127143)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉浦 忠男 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (60304010)
菅 幹生 千葉大学, 工学部, 助教授 (00294281)
|
|---|
| Keywords | 光ピンセット / 細胞触診 / ハプティックデバイス / 力計測 / ナノテクノロジー |
|---|
| Research Abstract |
触診基礎データの収集、および反力発生のメカニズムの解析を行った。また、発展的な実験として、細胞に粒子を接触させた揚合に発生する細胞の歪に着目し、3次元画像を得て解析する実験を行った。
1)触診基礎データの収集:種々の細胞に対しての触診実験を行った。触診に用いた細胞は、HUVEC(ヒト血管内皮細胞)、BalV(マウス腎臓細胞)、Hella細胞、である。これらの細胞に対して付着させた粒子を光ピンセットでトラップし、力を印加して弾性計測を試みた。現状として、細胞中の微小な構造からのレーザー光の散乱が強く安定した計測値を得るに至っていない。この問題を解決するためにCCDカメラ上で観測した粒子像から粒子の中心位置を求めて計測する方法を検討し、システムを構築した。2)反力発生のメカニズム:細胞膜や染色体、DNAで発生する反力は未知の内部構造によって発生するものが含まれると考えられるので、触診データの測定結果から試料の内部の構造について推定する手法について検討した。3)細胞の3次元歪の計測:細胞を触診する際に細胞内の構造が微小変位することがこれまでの研究でわかってきたので、細胞膜や細胞内の骨格構造が力印加時に歪む様子を3次元計測する系を構築した。本研究で構築したシステムにマルチピンホール共焦点顕微鏡ユニットを付加し、断層像を得ながら対物レンズを光軸方向に走査することで3次元画像を得るようになっている。力印加方法は、光ピンセットによる方法とガラスマイクロニードルによる方法を試みた。実験によって3μNの力を印加したときに細胞が弾性変形して3μm陥没した状態になり、外力を外したときに変形が元に戻ることを確認した。
|
-
-
-
-
[Book] "Biological Imaging and Sensing from Basic Techniques to Clinical Applications," Biological Imaging and Sensing (Edited by T.Furukawa)2004
Author(s)
S.Kawata, O.Nakamura, T.Kaneko, M.Hashimoto, K.Goto, N.I.Smith, T.Sugiura, I.Fujimasa, H.Matsumoto
Total Pages
67
Publisher
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg
