2008 Fiscal Year Annual Research Report
多相エマルジョンによるドナー細胞・卵細胞のカップリング輸送及び融合システムの創製
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20760156
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山西 陽子 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 助教 (50384029)
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / バイオリアクター / 流体 / バイオ関連機器 / システムオンチップ / 磁気アクチュエータ / フォトリソグラフィ / 精密部品加工 |
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| Research Abstract |
本研究では最近マイクロ流体技術で盛んに行われている連続相・分散相流路上の交差流路より発生させる液滴生成技術を応用して, 液滴の中にブタ卵子とブタドナー細胞を一個ずつ封じこめ, ブタ卵子とブタドナー細胞のカップリング及び融合を実現させることを目的とする. 平成20年度は多相エマルジョンを用いたマイクロチップ内における細胞融合システムの構築を目的とし, 磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行った. 主な研究成果は以下の通りである.
(1)マイクロチャネル内にバルブ機能を有するMMTをアセンブリし, MMTの開閉機構を用い, 非接触駆動を行うことでマイクロ流路内の混相流体をchopperの仕組みで分割し,オンデマンドで個々の液滴サイズを能動的に制御して輸送するシステム開発した. これにより, 従来マイクロ流路内での輸送が困難であった細胞などの脆い物質等を液滴に内包し, 内包する液滴を最適なサイズに制御できる利点や, 分散相の流路のみを選択的に開閉できることから, 細胞ストッパーとして使用できる利点を獲得し, 液滴生成に大きな拡張性を与えた. 実際に50μm粒子1個1個の内包した液滴生成実験に成功した. したがって, マイクロ流路内を流れる卵子やドナー細胞などの幅広いサイズに対応できる液滴生成技術が確立され, オンチップ細胞操作の自動化に大きく貢献することが可能になった.
(2)また, めっきプロセスで造形したマイクロNi金属軸を埋め込んでMMTを製造する手法を確立した. これはハイブリットMMTとして, 柔軟性を持ち, かつ強磁性を持つマイクロツールであり, より大きな変位量と駆動力を持つchopperとして開発した. また層流シースフローで挟み込んだ分散相に粒子を流し,粒子ターゲットに向かってchopperを動かすことで, オンデマンドに粒子内包液滴生成を行う新しいデザインのチップを開発した. このハイブリット剛Tを使用することで変位量が6倍向上することがわかり, 液滴生成を確認した.
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