2015 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ流体素子への超低温耐性・降温制御性付与と，オンチップ細胞調製への応用
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25350576
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
二井 信行 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (10508378)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マイクロ流体 / 細胞培養 / 凍結保存 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞ベースのバイオセンサを実際的な意味で実現するためには，細胞を搭載したデバイスを長時問輸送したり，倉庫で保管したりすること，つまり「物流に載せる」必要がある．そのため，細胞を導入した状態のバイオセンサデバイスを，内部の細胞を死滅させずに凍結保存可能とすることの意義は大きい．一方，デバイス内で凍結することで，細胞の解凍後生存率か改善する可能性も十分に期待できる．そこで，本研究では，細胞を含んだまま凍結解凍でき，しかも解凍後に細胞が高い確率で生存するマイクロ流体デバイスを目指し，ポリジメチルシロキサン(PDMS)製マイクロ流体デバイスに細胞を播種したのち，ブログラムフリーザを用いて, -80℃まで冷却し，解凍後の生存率を確かめる実験を行ってきた．
昨年度までに，(1)典型的なマイクロ流路内で凍結・解凍し培養を再開した細胞は死滅するが，流路の末端にあった細胞は生存した，(2)解凍後の凍結保存液の除去が迅速でないと細胞は死滅する，(3)解凍後に流路内に大量の気泡が確認され，細胞死滅の要因である，(4)流路内では細胞が低密度となり，生存する細胞の絶対数が不足する，ということが判明していた．これを受け，PDMSを真空脱気処理する方法を取り入れるとともに，マイクロ流路内に，流線を剥離させずに流速を低下させて細胞の沈降を助ける凹構造を形成することで，高密度での細胞導入と迅速確実な凍結保護剤除去を両立することを試みた．その結果，マイクロ流路内で凍結・解凍した細胞を生存させることに成功した．具体的には，マイクロ流路の凹構造内に，凍結保存液に懸濁したCOS-7細胞導入，凍結保存し，ラプラス圧により凍結保存液を培地に置換して培養開始した．凍結保存液を迅速に除去したところ細胞が流路末端に移動したものの，そこで培養開始したところ，少なくとも1日間の生存と倍加時間 約36hの増殖を確認できた．
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Research Products
(2 results)
