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細胞内微小サンプル計測を目的としたマイクロ・ナノドロップレットハンドリング

研究課題

研究課題/領域番号 16H02349
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関早稲田大学

研究代表者

庄子 習一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00171017)

研究分担者 竹山 春子  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60262234)
水野 潤  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (60386737)
関口 哲志  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (70424819)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2018年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2017年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2016年度: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
キーワード計測システム / 計測工学
研究成果の概要

本研究では、「微小サンプルのハンドリングに関する要素技術」に着目し、その要求仕様の抽出と実現を図ることを目的とした。本研究の結果、以下の技術の確立に成功した。1)微小なスケール(数ミクロン~サブミクロン)のマイクロドロップレットの安定的作製技術の確立。2)微小サンプルのドロップレット内への内包技術およびドロップレット内での反応技術の確立3)マイクロドロップレットの選択的ハンドリング技術の確立。さらに本研究の派生効果として「フレキシブルなITO 電極の作製による有機ディスプレイの自由な湾曲化」や、「遺伝子論理チップ」の作製に道を開いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来は、多数の同種のサンプルの中から特殊な機能を発現したサンプル(細胞・細菌・化学物質等)だけをピックアップし、さらにそれらを培養・観察してその機能解析を行う事や、分解・抽出してさらにこれを利用するためには、必要な作業を手動で行う以外方法は無かった。本研究の成果により可能となった、マイクロ流体デバイスを利用した微小液滴の作製と、その受動的な微小流れの制御を応用することにより、特定の微小サンプルをピックアップして取り扱う、システムとしての自動制御に道が開かれた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 3件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 17件) 産業財産権 (6件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] 釜山大学校(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of integrated gene logic-chip2018

    • 著者名/発表者名
      Takeya Masubuchi, Masayuki Endo, Ryo Iizuka, Ayaka Iguchi, Dong Hyun Yoon, Tetsushi Sekiguchi, Hao Qi, Ryosuke Iinuma, Yuya Miyazono, Shuichi Shoji, Takashi Funatsu, Hiroshi Sugiyama, Yoshie Harada, Takuya Ueda, Hisashi Tadakuma
    • 雑誌名

      Nat. Nanotechnol.

      巻: 13 号: 10 ページ: 933-940

    • DOI

      10.1038/s41565-018-0202-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochastic Expression of Lactate Dehydrogenase A Induces Escherichia Coli Persister Formation2018

    • 著者名/発表者名
      N. Yamamoto, R. Isshiki, Y. Kawai, D. Tanaka, T. Sekiguchi, S. Matsumoto, S. Tsuneda
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 126 号: 1 ページ: 30-37

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.01.016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Formation of Oil-in-Water (O/W) and Water-in-Oil-in-Water (W/O/W) Droplets in PDMS Device Using Protrusion Channel without Hydrophilic Surface Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      D.H. Yoon, D. Tanaka, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 9 ページ: 468-468

    • DOI

      10.3390/mi9090468

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Size-Dependent and Property-Independent Passive Microdroplet Sorting by Droplet Transfer on Dot Rails2018

    • 著者名/発表者名
      D.H. Yoon, D. Tanaka, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 10 ページ: 513-513

    • DOI

      10.3390/mi9100513

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Color-tunable microfluidic electrogenerated chemiluminescence cells using Y-shaped micromixer2018

    • 著者名/発表者名
      Kasahara Takashi、Ishimatsu Ryoichi、Kuwae Hiroyuki、Shoji Shuichi、Mizuno Jun
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 12 ページ: 128001-128001

    • DOI

      10.7567/jjap.57.128001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Reinforcement of Low-Concentration Alginate Fibers by Microfluidic Embedding of Multiple Cores2018

    • 著者名/発表者名
      Yoon Dong Hyun、Tanaka Daiki、Sekiguchi Tetsushi、Shoji Shuichi
    • 雑誌名

      Macromolecular Materials and Engineering

      巻: 303 号: 3 ページ: 1700516-1700516

    • DOI

      10.1002/mame.201700516

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly flexible transparent electrodes based on mesh-patterned rigid indium tin oxide2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Kosuke、Kuwae Hiroyuki、Kobayashi Naofumi、Nobori Atsuki、Shoji Shuichi、Mizuno Jun
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20978-x

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 二重凹角構造ピラーアレイを応用した超撥水性表面の低コスト量産プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      中西完貴、簔城森幸、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 6 ページ: 165-168

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.165

    • NAID

      130005687853

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A High-Resolution Passive Droplet-Phase Sample Sorter Using Multi-Stage Droplet Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      D.H. Yoon, Z, Xie, D. Tanaka, T-Sekiguchi, S. Shoji
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 58 号: 58 ページ: 36750-36754

    • DOI

      10.1039/c7ra05556k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of an Azo-Mn(II) Complex with Mild pH Control Using a Microfluidic Device2017

    • 著者名/発表者名
      D. Tanaka, S. Sawai, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, T. Akitsu, S. Shoji
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 63 号: 63 ページ: 39576-39582

    • DOI

      10.1039/c7ra06089k

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an <i>ex vivo</i> Brain Lactic Acid Monitoring System2017

    • 著者名/発表者名
      S. Negishi, S. Kamada, R. Kajiwara, Y. Kaneko, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji, H. Kudo
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 1 ページ: 38-43

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.38

    • NAID

      130005188402

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microfluidic Stamping on Sheath Flow2016

    • 著者名/発表者名
      2.D.H. Yoon, D. Tanaka, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 雑誌名

      Small

      巻: Vol. 12 号: 24 ページ: 32243228-32243228

    • DOI

      10.1002/smll.201600552

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Retention and Bandwidth Predictions by Fast Gradient Elution Chromatography Using a Pillar Array Column2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Song, K. Takatsuki, T. Sekiguchi, T. Funatsu, S. Shoji, M. Tsunoda
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 37 号: 3 ページ: 111-116

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2016.008

    • NAID

      130005277408

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Liquid Chromatography Chip with Low-Dispersion and Low-Pressure-Drop Turn Structure Utilizing a Distribution-Controlled Pillar Array2016

    • 著者名/発表者名
      M. Isokawa, K. Takatsuki, Y.T. Song, K. Shih, K. Nakanishi, Z. Xie, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, T. Funatsu, S. Shoji,
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 88 号: 12 ページ: 64856491-64856491

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b01201

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of I-Structure Though-Glass Interconnect Filled with Submicron Gold Particles to a Hermetic Sealing Device2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nomura, A. Okada, S. Shoji, T. Ogashiwa, J. Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 26 号: 10 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1088/0960-1317/26/10/105018

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Oil-In-Water Droplet Formation in Hydrophobic PDMS Device Using Three-Dimensional Protruded Taper Channel2019

    • 著者名/発表者名
      D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 学会等名
      CIAiS (Research and Education Consortium for Innovation of Advanced Integrated Science) International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ液滴を用いた効率的なアゾ化合物の合成2019

    • 著者名/発表者名
      澤井俊介、田中大器、尹棟鉉、関口哲志、秋津貴城、庄子習一
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental Research for Portable On-Demand Fluorescence Detection System2018

    • 著者名/発表者名
      A. Otsuka, H. Kuwae, K. Sakamoto, M. Suzuki, S. Shoji, J. Mizuno
    • 学会等名
      2018 Japan-Taiwan Workshop on Electronic Interconnection II
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Efficiency Synthesis of Br Addition Ligand by Microfluidic Device2018

    • 著者名/発表者名
      D. Tanaka, W. Kawakubo, K. Takahashi, D.H. Yoon,T. Sekiguchi, T. Akitsu, S. Shoji
    • 学会等名
      43rd International Conference on Coordination Chemistry (ICCC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Long Luminant Tissues in Three-Dimensional Gel Scaffolds with Oriented Cellulose Nanofibers2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, K. Imato, K. Yoneda, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji, N. Takeda
    • 学会等名
      5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society World Congress 2018 (5th TERMIS World Congress 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Long Myotube Bundles in Three-Dimensional Gel Scaffolds with Oriented Cellulose Nanofibers2018

    • 著者名/発表者名
      K. Imato, K. Yoneda, T. Tanaka, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji, N. Takeda
    • 学会等名
      5th Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society World Congress 2018 (5th TERMIS World Congress 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oil-In-Water Droplet Formation in Hydrophobic PDMS Device Using Three-Dimensional Protruded Taper Channel2018

    • 著者名/発表者名
      C. Tang, D.H. Yoon, T-Sekiguchi, S, Shoji
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the Cell Migration and Cytokine Secretion Activity with Real-Time Imaging System2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, N. Suzuki, K. Moro, J. Mizuno, S. Shoji, S. Uemura, Y. Shirasaki
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘度の違いを利用したマイクロドロップレットソーティングデバイスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      田中大器、菅谷拓央、川久保渉、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスと電界紡糸法によるマルチコンポーネントファイバーの作製2018

    • 著者名/発表者名
      菅谷拓央、深野愼介、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extremely Efficient and Non-Hazardous Bromo Group Addition Reaction Using Simple Microfluidic Devices2017

    • 著者名/発表者名
      W. Kawakubo, D. Tanaka, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, K. Takahashi, T. Akitsu, S. Shoji,
    • 学会等名
      The 3rd Conference on Microfluidic Handling Systems (MFHS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystallization of Zinc(II) Complex Containing Lysozyme by Super Water Repellent Doubly Reentrant Structure Umbrella Pillar Array2017

    • 著者名/発表者名
      D. Tanaka, W. Kawakubo, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, T. Akitsu, S. Shoji
    • 学会等名
      The 3rd Conference on Microfluidic Handling Systems (MFHS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Micromachined Liquid Chromatography Chip with a Pillar Array Mixer for Post-Column Derivatization in the Analysis of Neurotransmitters2017

    • 著者名/発表者名
      M. Isokawa, K. Nakanishi, T. Kanamori, H. Zhuang, H. Yamazaki, T. Sugaya, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, T. Funatsu, S. Shoji, M. Tsunoda
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Promoting Proliferation and Elongation of Bone Marrow-Derived Stem Cells via Nano-Grain Deposited Periodic Nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shiozawa, Y. Akiba, K. Uoshima, K. Eguchi, H. Kuwae, W. Fu, S. Shoji, J. Mizuno
    • 学会等名
      2017 MRS (Materials Research Society) Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Bendable Transparent Electrode Using Mesh Patterned Indium Tin Oxide for Flexible Electronic Devices2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sakamoto, H. Kuwae, N. Kobayashi, A. Nobori, S. Shoji, J. Mizuno
    • 学会等名
      The 12th Annual IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (IEEE-NEMS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fifty-Second Analysis of Oxidative Stress Markers in Human Plasma Using Amide-Modified Liquid Chromatography Chip2016

    • 著者名/発表者名
      M. Isokawa, K. Nakanishi, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, T. Funatsu, S. Shoji, M. Tsunoda
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Vitro Selection of Novel Peptide Agonists for Human Somatostatin Receptor Subtype-2 Using a Water-In-Oil Microdroplet Platform2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sakurai, R. Iizuka, Y. Nakamura, J. Ishii, A. Kondo, A. Iguchi, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji, T. Funatsu
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Complex Check-Like Cross-Sectional Flow Formation for Fiber-Shaped Materials2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kobayashi, D.H. Yoon, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication Process of Fluidic Devices for Producing Fine Droplets2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nozaki, T. Kanai, A. Matsuo, D. Tanaka, I. Yuito, T. Takeuchi, T. Sekiguchi, S. Shoji
    • 学会等名
      IEEE NANO 2016
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Temperature Bonding Between Polyether Ether Ketone (PEEK) and Pt Through Vapor Assisted VUV Surface Modification2016

    • 著者名/発表者名
      W. Fu, S. Shoji, J. Mizuno, A. Shigetou
    • 学会等名
      2016 IEEE 66th Electronic Components and Technology Conference
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] ピラーアレイミキサー及びこれを使用した試料処理装置2018

    • 発明者名
      角田誠、船津高志、関口哲志、庄子習一
    • 権利者名
      角田誠、船津高志、関口哲志、庄子習一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 公開番号
      2018-122295
    • 出願年月日
      2018
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] フレキシブル透明電極及び有機エレクトロルミネッセンス素子2017

    • 発明者名
      水野潤、庄子習一、坂本暁祐、桑江博之
    • 権利者名
      水野潤、庄子習一、坂本暁祐、桑江博之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 積層構造体の製造方法2017

    • 発明者名
      庄子習一、水野潤、仁村将次、榎本智之、荻野浩司
    • 権利者名
      庄子習一、水野潤、仁村将次、榎本智之、荻野浩司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] ピラーアレイミキサー及びこれを使用した試料処理装置2017

    • 発明者名
      角田誠、磯川宗生、金森貴宏、船津高志、関口哲志、庄子習一
    • 権利者名
      角田誠、磯川宗生、金森貴宏、船津高志、関口哲志、庄子習一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-018648
    • 出願年月日
      2017-02-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 接合方法2016

    • 発明者名
      重藤暁津、水野潤、庄子習一
    • 権利者名
      重藤暁津、水野潤、庄子習一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 微細凹凸構造を表面に有する物品およびその製造方法2016

    • 発明者名
      高山公介、庄子習一、水野潤
    • 権利者名
      高山公介、庄子習一、水野潤
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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