2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of Responsive Characteristics of Photosynthetic Cells against Environmental Stimuli by On-chip Cell Measurement
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15H02226
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
新井 史人 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90221051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魚住 信之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40223515)
丸山 央峰 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60377843)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 超精密計測 / ナノバイオ / 機械力学・制御 / バイオ関連機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
藍藻に外部刺激を与え，力学的応答を計測するためのマイクロ流体チップの改良を行い，力センサのキャリブレーションを行った．モアレ干渉縞の計測条件を改良して位置決め分解能の改良し，ノイズレベル4.7 nm（3σ）を達成した．これにより，力計測の分解能を150 pNまで向上できた．また，藍藻を送り出して，光ピンセットにより計測部に搬送する搬送システムを改良し，オンチップで藍藻を計測ポイントに搬送して力学的特性を連続して計測するシステムを構築した．さらに，サイズの異なる動物細胞などの対象に拡張するための設計方法を検討した．このシステムを用いて，藍藻の正常株とメカノセンシティブチャネルの欠損株（以下，遺伝子不活化株）に対して浸透圧条件の違いで，細胞サイズと硬さの指標である等価ヤング率を評価した．この結果，通常の培養条件より高い浸透圧条件下の藍藻は，正常株，遺伝子不活化株ともに硬さ指標に違いはみられなかった．一方，通常の培養条件である通常の浸透圧条件の下では，共に藍藻の硬さが増加し，遺伝子不活化株の硬さが正常株の硬さより大きくなった．さらに低い浸透圧条件の下では，共に藍藻の硬さがさらに増加し，遺伝子不活化株の硬さが正常株の硬さより大きくなった．また，全ての条件で，正常株，遺伝子不活化株共に，大きさの違いはほとんど見られなかった．
(A)微細加工・システム構築：ナノプローブ，力センサを有するマイクロ流体チップを作成し，システム統合した．
(B)力学刺激・細胞計測：力センサを設計，試作し，キャリブレーションした．
(C)環境刺激・細胞計測：pH, 温度の環境計測センサを作成し計測評価を行った．
(D)細胞計測・評価・機能解析：異なる浸透圧条件に置かれた藍藻の力学的特性計測と評価を行った．藍藻の遺伝子不活化株と正常株と比較し，浸透圧の変化に対するメカノセンシティブチャネルの役割を明らかにした．
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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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