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大気圧プラズマジェットを用いた細胞内への新規タンパク質導入法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 13J00115
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関熊本大学

研究代表者

高村 紀充  熊本大学, パルスパワー科学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード大気圧プラズマ / プラズマジェット / 発光分光 / ラジカル / 放電プラズマ / プラズマプロセス / 細胞 / タンパク質導入 / OHラジカル / 培地
研究実績の概要

本研究課題の実現により、iPS細胞の作製や分化など、医療・バイオ分野への貢献が期待できる。以下に、本年度実施した研究実績の概要を記す。
・大気圧プラズマジェット(PJ)の照射によるHeLa細胞内へのGFP-NLS導入:HeLa細胞にPJを照射し、GFP-NLSを細胞内に効率よく導入することを目的とした実験を行った。その結果、PJの照射により細胞死を引き起こすことなくHeLa細胞内にGFP-NLSを効率よく導入することができた。また、PJを照射してもGFP-NLSの主な機能である緑色蛍光性と核移行性が維持されることがわかった。
・誘電体材質の違いによるPJへの影響:ガラス管とアルミナ管を用いてPJを生成し、各PJで生成される活性種の種類や量に違いが見られるか調査した。 その結果、励起状態粒子の種類に違いは見られなかったが、アルミナ管を用いた方が全体的な発光強度が強く、励起状態粒子の生成量が多くなることがわかった。また、アルミナ管を用いた方が電界の時空間分布が大きくなることが示唆された。
・PJへの水分添加による細胞への影響:乾燥PJ(DPJ)とミストPJ(MPJ)を細胞に照射し、細胞に異なる影響を与えるかどうかを調査した。その結果、MPJではOHラジカルやH2O2の生成量が増加することが示唆され、タンパク質導入研究において、照射時間の短縮などが期待できることが示唆された。また、PJは直接的に細胞死を引き起こすよりも、培地を介して二次的に細胞死を引き起こす可能性が高く、特に、MPJを照射した場合には培地を介した二次的な反応が細胞死を引き起こす主な要因となることがわかった。
・PJへの水分添加による細胞培地への影響:DPJとMPJを照射した培地のpH、導電率、温度の変化を調査した。その結果、これら個々の影響による細胞死誘発の可能性は低いことがわかった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Matching a Nanosecond Pulse Source to a Streamer Corona Plasma Reactor With a DC Bias2015

    • 著者名/発表者名
      T. Huiskamp, N. Takamura, T. Namihira, A. J. M. Pemen
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 43 号: 2 ページ: 617-624

    • DOI

      10.1109/tps.2015.2388631

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガラス管およびアルミナ管を用いて生成した大気圧低温プラズマジェットの発光分光計測2015

    • 著者名/発表者名
      高村紀充、王斗艶、浪平隆男、秋山秀典
    • 雑誌名

      静電気学会誌

      巻: 39 ページ: 9-14

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Atmospheric-Pressure Helium Plasma Jet on Cell Culture Medium2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takamura, D. Wang, T. Satoh, T. Namihira, H. Saitoh, H. Akiyama
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 97 号: 11 ページ: 65-73

    • DOI

      10.1002/ecj.11636

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth Control of Leaf Lettuce Using Pulsed Electric Field2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sonoda, N. Takamura, D. Wang, T. Namihira, H. Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 42 号: 10 ページ: 3202-3208

    • DOI

      10.1109/tps.2014.2326599

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大気圧ミストプラズマジェットの生成とその諸特性 (Generation of Atmospheric-Pressure Mist Plasma Jet and its Characteristics)2014

    • 著者名/発表者名
      高村紀充, 王斗艶, 浪平隆男, 秋山秀典 (Norimitsu Takamura, Douyan Wang, Takao Namihira, Hidenori Akiyama)
    • 雑誌名

      静電気学会誌 (Journal of the Institute of Electrostatics Japan)

      巻: 第38巻第1号 ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞培地に対する大気圧Heプラズマジェットの影響2013

    • 著者名/発表者名
      高村紀充, 王斗艶, 佐藤崇雄, 浪平隆男, 斉藤寿仁, 秋山秀典 (Norimitsu Takamura, Douyan Wang, Takao Satoh, Takao Namihira, Hisato Saitoh, Hidenori Akiyama)
    • 雑誌名

      電気学会論文誌. A

      巻: 133 号: 5 ページ: 278-285

    • DOI

      10.1541/ieejfms.133.278

    • NAID

      10031166946

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットの諸特性とバイオ応用2015

    • 著者名/発表者名
      高村紀充
    • 学会等名
      平成26年度核融合科学研究所共同研究「パルスパワーとその周辺技術の展開」
    • 発表場所
      核融合科学研究所、岐阜県土岐市
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Atmospheric-pressure Dry- and Mist -Plasma Jets and Their Effects on HeLa Cells2014

    • 著者名/発表者名
      D. Wang
    • 学会等名
      Bioelectrics 2014 11th International Bioelectrics Symposium
    • 発表場所
      Colimbia, Missouri, USA
    • 年月日
      2014-10-13 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞培地に対する大気圧ドライ,ミストプラズマジェットの影響2014

    • 著者名/発表者名
      松岡泰志
    • 学会等名
      平成26年度(第67回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      鹿児島大学、鹿児島県鹿児島市
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Radical Distribution on Radial Direction of Atmospheric-pressure Helium Plasma Jet2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takamura
    • 学会等名
      5th Euro-Asian Pulsed Power Conference
    • 発表場所
      熊本大学、熊本県熊本市
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Atmospheric-pressure Dry- and Mist- Plasma Jets and Their Effects on Human cells2014

    • 著者名/発表者名
      K. Umeda
    • 学会等名
      5th Euro-Asian Pulsed Power Conference
    • 発表場所
      熊本大学、熊本県熊本市
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Matching a Nanosecond Pulse Source to a Streamer Corona Plasma with a DC Bias2014

    • 著者名/発表者名
      T. Huiskamp
    • 学会等名
      5th Euro-Asian Pulsed Power Conference
    • 発表場所
      熊本大学、熊本県熊本市
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ガラス管およびアルミナ管を用いて生成した大気圧低温プラズマジェットの発光分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      高村紀充
    • 学会等名
      第38回静電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島国際大学、広島県呉市
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマの生成と評価およびバイオ応用2014

    • 著者名/発表者名
      高村紀充
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会第53回プラズマ若手夏の学校
    • 発表場所
      和みの畳風呂物語の宿小川屋、岐阜県下呂市
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Propagation Difference of Atmospheric-pressure Helium Plasma Jets using Glass- and Alumina- Tubes2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takamura
    • 学会等名
      13th High Tech Plasma Process 2014
    • 発表場所
      Toulouse, France
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Propagation Difference of Atmospheric-pressure Helium Plasma Jets Using Different Dielectric Materials2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takamura
    • 学会等名
      International Workshop on Diagnostics and Modelling for Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県奈良市
    • 年月日
      2014-05-23 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Difference of Cell Death Ratio between Using Atmospheric-pressure Dry- and Mist- Plasma Jets2014

    • 著者名/発表者名
      K. Umeda
    • 学会等名
      International Workshop on Diagnostics and Modelling for Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県奈良市
    • 年月日
      2014-05-23 – 2014-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Propagation Difference of Atmospheric-pressure Helium Plasma Jets Using Different Dielectric Materials2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takamura
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県奈良市
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Difference of Cell Death Ratio between Using Atmospheric-pressure Dry- and Mist- Plasma Jets2014

    • 著者名/発表者名
      K. Umeda
    • 学会等名
      5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良県新公会堂、奈良県奈良市
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧ヘリウムプラズマジェットの光学的観測 (Optical Observations of Atmospheric-Pressure Helium Plasma Jet)2013

    • 著者名/発表者名
      高村紀充(Norimitsu Takamura)
    • 学会等名
      電気学会, パルスパワー・放電合同研究会(Joint Technical Meeting on "Pulsed Power Technology" and "Electrical Discharges", IEE Japan)
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧ミストプラズマジェットの生成とヒト細胞への影響2013

    • 著者名/発表者名
      梅田浩平
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会九州支部連合大会(第66回連合大会)
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧ミストプラズマジェットの生成とその諸特性 (Generation of Atmospheric-Pressure Mist Plasma Jet and its Characteristics)2013

    • 著者名/発表者名
      高村紀充(Norimitsu Takamura)
    • 学会等名
      第37回静電気学会全国大会(2013 Annual Meeting of The Institute of Electrostatics Japan)
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Growth Control of Leaf Lettuce using Pulsed Electric Field (PEF)2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Sonoda
    • 学会等名
      IEEE Pulsed Power & Plasma Science Conference (the combined 19th IEEE Pulsed Power Conference and the 40th IEEE International Conference on Plasma Science)
    • 発表場所
      The Hyatt Regency Embarcadero Hotel (San Francisco, CA USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマを照射した細胞培養培地に関する調査(Investigation of Cell Culture Medium after Irradiating Atmospheric-Pressure Plasma)2013

    • 著者名/発表者名
      高村紀充(Norimitsu Takamura)
    • 学会等名
      電気学会, プラズマ・パルスパワー・放電合同研究会(Joint Technical Meeting on "Plasma Science and Technology", "Pulsed Power Technology" and "Elec trical Discharges", IEE Japan)
    • 発表場所
      まちなかキャンパス長岡(新潟県長岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 薄膜製造装置、及び薄膜製造方法2015

    • 発明者名
      中積誠、西康孝、奈良圭、中村有水、浪平隆男、高村紀充
    • 権利者名
      中積誠、西康孝、奈良圭、中村有水、浪平隆男、高村紀充
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-030022
    • 出願年月日
      2015-02-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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