2021 Fiscal Year Annual Research Report
振動誘起流れを用いた細胞スフェロイドの大量生産・品質評価
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19H02115
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
早川 健 中央大学, 理工学部, 准教授 (70759266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 宏明 中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 微細操作 / マイクロロボティクス / マイクロ流体 / 振動誘起流れ / 細胞操作 / 細胞スフェロイド / 音響流れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では下記２点をマイルストーンとして研究を行っている．
①細胞スフェロイドの高効率作製法の実現
②作製されたスフェロイドの三次元形態情報による品質評価法の確立
2021年度は，まず，「①細胞スフェロイドの高効率作製法の実現」を行うため，振動誘起流れによって高い成功率でスフェロイドを作製できる微細パターンの設計を行った．様々な設計値の微細構造を作製し，それぞれの設計値におけるスフェロイド作製の成功率を評価した．結果として，幅の細い花びら上のマイクロパターンを使用した際に，作製の成功率と作製されたスフェロイドのサイズばらつきが小さいことが分かった．また，このような結果が得られた理由を明らかにするために，それぞれの設計において発生する流れを，粒子画像流速測定法（PIV）を用いて評価した．結果として，細胞は発生した流れの流線に従って移動しており，円環状に並んだマイクロ構造体の内部まで均等に流線が分布している設計の場合に，高い成功率でスフェロイド作製が行えることが分かった．さらに，三次元的な流れが発生することにより，中心に吸い込まれるような流れが発生し，より多くの細胞を操作してスフェロイドが作製できることを確認した．
「②作製されたスフェロイドの三次元形態情報による品質評価法の確立」の，作製したスフェロイドの生化学的評価を行うために，スフェロイド回収用のマイクロピペットの試作を行った．通常のガラスキャピラリよりも大きな径のピペットを作製することでスフェロイドの回収には成功したが，吸引・吐出時にスフェロイドの形状が崩れてしまうことがある耐えめ，高精度なポンプ制御が必要となることが分かった．また，三次元形状の評価のために，スフェロイドの回転操作システム開発を行い，まずはマイクロ粒子を対象とした回転操作を行い，画像認識を用いたフィードバック回転操作に成功した．
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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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Research Products
(10 results)
