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2013 Fiscal Year Research-status Report

インクジェットによる細胞瞬間凍結保存法の開発

Research Project

Project/Area Number 25560222
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

秋山 佳丈  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (80585878)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森島 圭祐  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60359114)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords細胞凍結保存 / インクジェット
Research Abstract

細胞の凍結保存法は細胞株の長期間維持および輸送において必須の技術であり,iPS細胞やES細胞の樹立によりその重要性はさらに増している.具体的な凍結手法としては,緩慢凍結法およびガラス化凍結法が挙げられるが,どちらも氷晶(氷の粒)の生成を抑制するために添加する凍結保護剤の毒性や生成した氷による細胞の破壊などにより,解凍後の生存率は十分ではない.そこで,細胞を1ナノリットルの液滴としてインクジェットヘッドより吐出し冷却することで,瞬間凍結行う.それにより,凍結保護剤を用いずかつ氷の生成を抑えた全く新しい細胞凍結保存法の創出を目指す.
インクジェットを用いて細胞を約1 nLの液滴に内包し,液体窒素で冷却した基板上に吐出することで瞬間凍結した.その後,37度の培地に浸漬することで,急速に融解を行い,細胞の生存率を評価した.本手法において,凍結融解した細胞の生存率は約15 %であった.単純に凍結保護剤を用いずに緩慢凍結および融解した場合,ほとんどの細胞は死滅し,その生存率は約2 %であったの対して,生存率が大幅に向上しており,瞬間凍結による凍結保存の可能性を見出せた.しかし,従来の凍結保護剤を用いて凍結保存した場合の細胞生存率は70 %を越えることから,さらなる生存率向上が望まれる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細胞を瞬間凍結するための装置の開発を終え,細胞凍結実験を行っただけでなく,来年度の予定であった細胞の生存率を定量的に評価することができた.一方で,電子顕微鏡を用いた細胞内氷晶の観察および評価は,達成できなかった.これらの点を踏まえて,おおむね順調に進展していると判断した.

Strategy for Future Research Activity

今年度達成できなかった透過型電子顕微鏡による氷晶サイズの評価に取り組みたい.これに必要な透過型電子顕微鏡およびサンプル調整のための機器の利用の支援していただける機関を模索中である.また,現在の本手法による細胞生存率は15 %程度と低く,十分でない.そこで,液滴サイズをさらに小さくすることで凍結速度の向上や,凍結保護効果のある培地成分(血清や糖など)の濃度を向上させることで,生存率の向上を目指したい.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

電子顕微鏡による観察を目的とした施設利用費を計上していたが,打ち合わせ段階で止まっており,実際に施設利用費を払うに至らなかった.
今年度も引き続き,電子顕微鏡の利用を予定しており,その施設利用費に充当する.

  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] 凍結保護剤フリーの細胞凍結保存法の検討2014

    • Author(s)
      竹下知寛,The Ryanto,浅野豪文,森島圭祐,秋山佳丈
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成25年度学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学,大阪
    • Year and Date
      20140317-20140317
  • [Presentation] インクジェットによる瞬間凍結後の細胞生存率の評価2013

    • Author(s)
      竹下知寛,The Ryanto,森島圭祐,秋山佳丈
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第28回研究会
    • Place of Presentation
      イーグレひめじ,兵庫県
    • Year and Date
      20131205-20131206
  • [Presentation] Study in Automation of One Cell per One Droplet Printing by Image Processing2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi, A. Ueno, Y. Akiyama, K Morishima
    • Organizer
      第35回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀,東京
    • Year and Date
      20131125-20131126
  • [Presentation] Automation of Piezoelectric Inkjet-Based One Cell Per One Droplet Printing by Image Processing2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi, A. Ueno, Y. Akiyama, K Morishima
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • Place of Presentation
      Tokyo Big Sight, Japan
    • Year and Date
      20131103-20131108
  • [Presentation] Piezoelectric inkjet-based single-cells printing by image processing for high efficiency and automatic cell printing2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi, A. Ueno, Y. Akiyama, K Morishima
    • Organizer
      The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2013)
    • Place of Presentation
      Messe Freiburg, Germany
    • Year and Date
      20131021-20131027

URL: 

Published: 2015-05-28  

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