2014 Fiscal Year Annual Research Report
複層シェル構造金属ナノカップの生命科学分野への実用化応用研究
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24681025
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| Research Institution | Kanagawa Academy of Science and Technology |
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Principal Investigator |
金 賢徹 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, オンチップ・セロミクスプロジェクト, 研究員 (70514107)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノ機能材料 / 磁性構造体 / 細胞精製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、新規開発した複層シェル構造金属微粒子を実用化利用するための橋渡し原理検討として細胞回収技術開発に焦点を絞り、磁性粒子回収技術と粒径依存フィルタ分画技術の特長を組み合わせた、目的細胞を迅速・簡便に選択回収可能な細胞回収技術の開発を目的としている。
研究第3年度目は、超常磁性カップのサイズフィルタとしての機能をさらに詳しく定量評価すると共に、回収した細胞へのダメージの評価など、新規細胞精製技術として実用化応用を想定した場合に課題となり得る項目について、引き続き重点的に評価を行った。
研究推進の結果、直径7-80umの超常磁性カップ（magcupと命名）を作製した上で直径10umのビーズと直径12umの細胞を回収標的として実験を行った結果、回収標的直径以下のカップでは全く標的ビーズおよび細胞が回収されないことから、カップが厳密なサイズフィルタとして機能することが改めて確認された。さらに、回収細胞をmagcupに捕獲された状態のまま培養液中で培養すると、回収細胞が自発的にmagcupから抜けだし、一定時間後に分裂する様子が確認された。このことは、magcupによる細胞回収法が回収対象の細胞に対して非侵襲的であり、精製を望む細胞をmagcupにより回収した後に再培養することで増殖させ、後段の分析研究へ利用できることを示している。一方、magcupへ細胞が捕獲される物理的機構を調べた結果、magcupと細胞の結合では排他効果によるエントロピー由来の駆動力が寄与していることが示唆された。このことは、magcupに最も高頻度に捕獲される細胞は直径がmagcup径に最も近いものであることを示唆しており、実用化利用を想定した場合に大きな知見が得られた。
以上の通り、研究第3年度目では当初目標の達成に成功し、得られた成果については、学会発表および2報の論文として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
第3年度目の研究目標であった①超常磁性カップのサイズフィルタとしての機能評価、②回収細胞に対するダメージなど実用化を想定した場合の課題評価のいずれにおいても重要な知見を得ることに成功した上、カップに細胞が捕獲される物理機構の一端が明らかとなり、当初想定していた以上の、さらなる応用用途の可能性が開けたため、研究は当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
第3年度目の研究では、目標を予定通り達成することができたため、最終となる第4年度目も研究計画通り、超常磁性カップを用いた細胞回収技術を様々な条件、様々な対象試料に対して評価し、実用化を目指した橋渡し研究を推進する。
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