2021 Fiscal Year Annual Research Report
Photo-electroporation: versatile and massively parallel intracellular delivery using TiO2 nanotubes
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19F19365
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
永井 萌土 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00580557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LOGANATHAN MOHAN 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Keywords | 光電気穿孔法 / ナノ秒パルスレーザ / オプトポレーション / ナノチューブ / 電気穿孔法 / 酸化チタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化チタンナノチューブは，ナノ秒パルスレーザーによる光穿孔と直流電源による電気穿孔を用いた細胞内送達のための汎用プラットフォームとなる可能性がある。酸化チタンナノチューブを使うことで，レーザーを用いたフォトポレーションやエレクトロポレーション技術による細胞内デリバリーを容易にし，より汎用的な細胞内デリバリー技術の構築につながる。
豊橋技術科学大学にて，陽極酸化処理によってチタン基板上に酸化チタンナノチューブを形成した。これをX線光電子分光法（XPS）により，コアレベルと価電子帯のスペクトルを評価した。すると陽極酸化されたナノチューブには，酸素欠陥が存在することがわかった。
上述のナノチューブを用いて，ナノ秒パルスレーザーの照射によりフォトポレーション実験を実施した。最初に酸化チタンナノチューブ（2時間，15Vで形成）上にHeLa細胞を培養した。パルス光を照射して，カーゴであるPropidium Iodide (PI)色素とデキストランFITCを送り込むことに成功した。酸素欠陥を持つナノチューブは，準金属や金属の特性を持つ可能性があり，ナノ秒パルスレーザー照射後の様々なメカニズムによる細胞内デリバリーを促進する。
エレクトロポレーション実験の結果，直流電圧（7V）を印加することで，酸化チタンナノチューブ上のHeLa細胞にカーゴ（PI色素）を送り込むことに成功した。
これらの結果は，酸化チタンナノチューブが，ナノ秒パルスレーザー（光照射）と直流電源（電気穿孔）を用いた細胞内送達のための汎用プラットフォームとなり得ることを示唆している。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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