2021 Fiscal Year Annual Research Report
人工細胞の刺激応答計測用プラットフォームの構築と応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Cybernetics -Development of Minimal Artificial Brain by the Power of Chemistry |
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| Project/Area Number |
21H05881
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小嶋 勝 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00533647)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノマイクロメカトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / 刺激応答計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では超高精度・刺激・応答計測用マイクロハンドシステムを基盤として光ピンセット技術を融合した自動化システムを構築し、分子システムの実装・計測制御を実現するプラットフォームの構築に取り組む。
大規模な分子システム構築の実現には、人工細胞に異なる機能を複雑に配置し、その機能を評価する技術が必要不可欠である。そこで、これまでに開発した高度なマニピュレーションと局所力学刺激・化学刺激応答計測が可能な刺激応答計測用マイクロハンドシステムを基盤とし、新たに自動化システムを構築することで、人工細胞への分子システム実装・計測制御に適用する。さらに、システムの検証対象として振動現象を内包した人工細胞を用い、外部刺激に対する人工細胞の応答の計測にも取り組む。
2021年度は、人工細胞への局所刺激を行うための多自由度かつ高精度な位置決めを実現するマイクロハンドシステムを新たに構築し、微小対象物操作の精度向上に取り組んだ。特に高解像度と広い視野の両立を実現する観察系を試作し、操作性の向上と高精度な計測が可能であることを確認した。また、対象への再現性の高い力刺激応答計測が可能なプレート型エンドエフェクタを実装し、ヒドロゲルビーズ・細胞などを用いた検証実験を行った。新たなエンドエフェクタは対象物の反力を安定して測定可能であり、その有用性を確認した。 さらに、システム全体の自動化にも取り組み、安定した自動剛性計測を実現を目指した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は、プラットフォームとして、対象への局所刺激を行うための多自由度かつ高精度な位置決めを実現する新たなマイクロハンドシステムを構築し、微小対象物操作の精度向上に取り組んだ。特に、高分解能と広い視野の両立を実現する観察系を試作し、操作性の向上を達成した。また、対象への再現性の高い力刺激応答計測が可能なプレート型エンドエフェクタをマイクロハンドに実装し、ヒドロゲルビーズ・細胞などを用いた計測精度・再現性の検証実験を行った。その結果、新たなエンドエフェクタは対象物の反力を安定して測定可能であり、提案手法の有用性を確認した。 さらに、細胞をサンプルとしてシステム全体の自動化にも取り組み、一部の操作の自動化を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、より高感度な力学刺激応答計測可能なエンドエフェクタの実装と局所化学刺激の印加を可能とするなエンドエフェクタを開発を行い、システムを統合する。また、複数の観察系を組み合わせた高効率な自動計測確立を推進し、開発したシステムをを用いて、人工細胞に外部から刺激を与え、その活性への影響の評価に取り組む。
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