2016 Fiscal Year Annual Research Report
1細胞～少数細胞「その場」直接操作・計測・分離システムの構築
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16H06076
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小嶋 勝 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533647)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノマイクロメカトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、１細胞～少数細胞からの解析技術が確立しつつある背景をふまえ、高精度な位置情報に基づいて細胞1 つ1 つを操作・計測・分離する技術の確立を目指すものである。具体的には、2 本のエンドエフェクタを箸のように器用に扱い細胞の剛性計測も可能な特徴的な2 本指マイクロハンドを基盤とし、局所化学環境の精密制御を可能とする高機能なエンドエフェクタと組み合わせることにより、1細胞～少数細胞「その場」直接操作・計測・分離システムの創出に取り組む。さらに、本システムを用いて、微生物を対象とした実証実験を行い、要求精度を満たすシステムを構築すると同時に、生命現象の未解決問題に資する。
本目的に対し、平成２８年度は、空気圧による吸入と即応答性の高い電気浸透流による噴出を組み合わせ、局所性を高めたナノピペットを用いた細胞解析用リアルタイム局所化学刺激システムの構築に取り組んだ。本システムでは、高時間分解能での噴出制御を実現するため、電気制御型マイクロ・ナノピペットシステムを構築し、電気浸透流によるナノピペット内の溶液の噴出を行う。噴出の確認実験には蛍光試薬を用い、蛍光顕微鏡で観察することで基礎的な評価実験を行なった。さらに、本システムは、高速カメラにより取得した観察画像に基づいたフィードバック操作も実現している。また、本システムを実装可能な小型マイクロハンドの構築も行い、システムの要求を満たす精度での動作が可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、システムの要求を満たすあらたなマイクロハンドの構築及び細胞解析用リアルタイム局所化学刺激システムの構築に取り組んだ。高精度・高速に駆動可能な小型かつ高剛性のマイクロハンドを試作し、その動作確認を行なった。本ハンドはエンドエフェクタを任意軌道を生成可能かつ数百Hzで高速動作できることが確認された。また、電気制御型マイクロ・ナノピペットシステムを構築し、空気圧による吸引用ピペットを組み合わせた局所化学刺激システムを構築した。さらに、高感度カメラを用いて噴出する蛍光強度から噴出量を定量化し、フィードバックによる濃度制御を行うことで、任意の濃度での噴出 ・制御を実現した。以上のように，それぞれのシステム開発及び、基礎的な検証実験を行い、良好な結果を得られており、計画が順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は、構築した細胞解析用リアルタイム局所化学刺激システムの拡張を行い、より多様な環境制御が可能となるよう、多チャンネル化を進める。また、微生物の運動解析への本システムの適用を試みる。
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