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トップダウン・ボトムアップ統合オンチップ細胞計測システム

研究課題

研究課題/領域番号 16H04301
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関名古屋大学

研究代表者

丸山 央峰  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60377843)

研究協力者 新井 史人  
本田 文江  
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
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワードナノマイクロメカトロニクス / マイクロ・ナノメカトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / ナノ・マイクロメカトロニクス
研究成果の概要

本研究課題では,トップダウン・ボトムアップ的アプローチを統合したオンチップ細胞解析システムとして,1)光局所加熱による超高速細胞内導入を用いたボトムアップ細胞計測として,1064 nmおよび808 nmの異なる波長の赤外光を用いた蛍光センサの光操作および光加熱による細胞導入法の実現,2)トップダウン細胞計測に用いる蛍光センサの計測寿命延長のための,ハイドロゲル内の蛍光色素の拡散現象を用いた蛍光回復を用いた長寿命なハイドロゲル光環境センサの計測方法を用いて1000回以上の蛍光環境計測の実現,といった光計測法を用いたオンチップ細胞計測に必要な基盤技術を確立した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,オンチップで操作可能な蛍光センサとチップ内に集積した蛍光センサアレイにより,細胞培養,環境制御,光ピンセットによる単一ウイルスの特定細胞への感染,細胞内局所計測,細胞集団計測に至るまでの一連の細胞解析プロセスをオンチップで行う点にある.一貫してオンチップで行うことで外乱の影響を受けにくくできる特徴がある.将来,ウイルス増殖を予防する新薬等の新たな診断・治療法に関する知見が得られる可能性があり,医療技術の発展にも貢献でき世界的に大きなインパクトとなり,生物科学との学際領域におけるブレイクスルーが期待される.

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

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Manipulation and Immobilization of a Single Fluorescence Nanosensor for Selective Injection into Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Hairulazwan Hashim, Hisataka Maruyama, Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 16 号: 12 ページ: 2041-2041

    • DOI

      10.3390/s16122041

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 光環境センシング:細胞凝集体の培養環境の三次元酸素モニタリング2018

    • 著者名/発表者名
      秋田祐甫,丸山央峰,益田泰輔,小俣誠二,新井史人
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光環境センシング :細胞培養状態のマルチモーダル計測2018

    • 著者名/発表者名
      小林健,丸山央峰,小俣誠二,益田泰輔,新井史人
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 長期間酸素計測のためのハイドロゲル製光環境センサ2018

    • 著者名/発表者名
      秋田祐甫,丸山央峰,新井史人
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞解析のための光環境センシング2018

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰
    • 学会等名
      第46回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multimodal Measurement of Cell Culture Conditions using Hydrogel Culture Substrate having Fluorescence Microsensors2018

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama, Seiji Omata, Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 学会等名
      2018 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OCP - 細胞間相互作用解析のための蛍光センサ搭載マ イクロ流体チップ2017

    • 著者名/発表者名
      高木慶祐,丸山央峰,益田泰輔,鈴木治,新井史人
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      ウインクあいち
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Oxygen Distribution in Three-Dimensional Tissue Using Fluorescence Microsensors2017

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama, Kentarou Mano, Taisuke Masuda, Seiji Omata, Fumihito Arai
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光センサを用いた培養環境の酸素分布モニタリング2017

    • 著者名/発表者名
      真野健太郎, 丸山央峰,益田泰輔, 小俣誠二, 新井史人
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複数の波長を用いた光駆動蛍光センサの機能制御2017

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰, 竹内弘敬, 益田泰輔, Hashim Hairulazwan, 新井史人
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation and injection of a fluorescence microsensor with multiple wavelength light2017

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama, Hashim Hairulazwan, Hirotaka Takeuchi, Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 学会等名
      The annual International Conference on Manipulation, Automation and Robotics at Small Scales 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 期間環境計測のためのハイドロゲル製光環境センサ2017

    • 著者名/発表者名
      秋田祐甫, 丸山央峰, 益田泰輔, 新井史人
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogel Fluorescent Sensor for Long-term Environmental Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Akita, Hisataka Maruyama, Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 学会等名
      28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光ナノセンサへの光照射 による選択的細胞導入2016

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰,Hashim Hairulazwan,益田泰輔,新井史人
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation and Injection of a Specific Magnetic Nanosensor using Optical Zeta Potential Control and Local Laser Heating2016

    • 著者名/発表者名
      Hairulazwan Hashim, Hisataka Maruyama, Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 学会等名
      27th 2016 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光ナノセンサの細胞への選択的導入のための 光ゼータ電位制御によるナノセンサの選択的操作2016

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰,Hashim Hairulazwan,益田泰輔,新井史人
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学 小白川キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical Control of Adhesion Property of Magnetic Nanosensor Using Photochromism for Effective Manipulation and Cell Injection2016

    • 著者名/発表者名
      Hairulazwan Hashim, Wu Lei, Hisataka Maruyama, Taisuke Masuda、Fumihito Arai
    • 学会等名
      16th INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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