2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development for detection of biological reactions by electrical signals to turn lab-on-a-chip into electronic devices
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18K04268
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中島 義賢 大阪大学, ナノサイエンスデザイン教育研究センター, 特任准教授(常勤) (40408993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 安 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80178582)
水木 徹 東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ラボオンチップ / 電気泳動コールター法 / 老化細胞 / ゼータ電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ラボオンチップを電子デバイス化するための『電気信号』による生体反応の検出技術の確立を行うことを目的とした。
取り組みとして、初代培養の細胞を用い、その継代回数を経ることによる細胞の老化について調べた。かなり初期の正常細胞とそこからpopulation doubling level(PDL：細胞集団が樹立の段階から、これまでに何回倍化増幅したかを表す累積分裂回数)を6回進めた細胞を用い、それらがマイクロ流路を通過するときに得られる『電気信号』からの比較実験・解析を行った。PDL差が6程度の継代を経た細胞では、ゼータ電位がマイナス方向に大きくなることが確認できた。これは細胞表面が負に帯電したことを表す。ここで、細胞の老化でみられる嫌気的解糖の可能性を考え、グルコースの取り込みと乳酸の生成についてを調べた。その結果として、老化した細胞においてグルコースの取り込みが上昇し、そして、細胞から乳酸(イオン)の排出が増えていることの可能性を示した。この乳酸イオンが細胞表面のゼータ電位の変化に寄与していると考えられる。
以上のことから、細胞老化によるゼータ電位の変化についてより詳細に明らかにできれば、老化状態の違いによる細胞のソーティングや老化細胞を示す細胞外シグナルとして利用できる可能性を示し、染色を必要としない、ラボオンチップの電子デバイス化のための『電気信号』としての足掛かりを示せたと思われる。
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