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1細胞~少数細胞「その場」直接操作・計測・分離システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H06076
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関大阪大学

研究代表者

小嶋 勝  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00533647)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードナノ・マイクロメカトロニクス / マイクロ・ナノデバイス / べん毛モータ / 微生物 / ナノマイクロメカトロニクス / ナノピペット
研究成果の概要

本研究では、少数細胞からの解析技術が確立しつつある背景をふまえ、高精度な位置情報に基づいて細胞1つ1つを操作・計測・分離する技術の確立を目指した。そこで、2 本の微小な針を箸のように器用に扱い細胞の操作が可能な2本指マイクロハンドと局所化学環境の精密制御を可能とする高機能なナノピペットと組み合わせることにより、1細胞-少数細胞「その場」直接操作・計測・分離システムを開発した。さらに、本システムを用いて細菌べん毛モータや動物細胞を対象とした実証実験を行い、要求精度を満たすシステムであることを確認し、生命現象の未解決問題に資する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したシステムはこれまでにない高速な動作と精密な作業を実現している。これは、微小領域での計測と制御に関わるマイクロロボティクスの基盤技術として価値があり、大きな意義を持つ。また、生体組織内の少数細胞をその場で直接操作(刺激)・計測・分離することを可能とする本技術は、細胞解析の汎用的なツールとしての価値も高く、バイオ医療分野の発展に寄与する点においても意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] High-Speed Active Release End-Effector Motions for Precise Positioning of Adhered Micro-Objects2018

    • 著者名/発表者名
      Eunhye Kim, Masaru Kojima, Kazuto Kamiyama, Mitsuhiro Horade, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      World Journal of Engineering and Technology

      巻: 6 号: 01 ページ: 81-103

    • DOI

      10.4236/wjet.2018.61005

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Microchip device with parallel operation for bacterial chemotactic analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Kojima Masaru、Wang Zhiqin、Nakajima Masahiro、Arai Tatsuo、Fukuda Toshio
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 245 ページ: 695-701

    • DOI

      10.1016/j.snb.2017.01.159

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マルチスケール同時観察系による細胞計測の高効率化2019

    • 著者名/発表者名
      吉川遼、小嶋勝、前泰志、長井隆行、新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロハンドシステムを用いた細胞レオロジー計測2019

    • 著者名/発表者名
      増田侑馬、小嶋勝、前泰志、長井隆行、新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 局所化学環境制御を目的としたデュアルピペットシステムの機能性向上2019

    • 著者名/発表者名
      越出 和磨、小嶋 勝、前 泰志、長井 隆行、堀井 隆斗、新井 健生
    • 学会等名
      第37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] 機能性高分子を応用した高機能エンドエフェクタの検討2019

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝、境 慎司、中畑 雅樹、西城 英秋、前 泰志、新井 健生
    • 学会等名
      第37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] Cell Stiffness Measurement by Two-fingered Micro-hand System with Plate Shaped End Effector2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Taisei Tanaka, Yasushi Mae, Toshihiko Ogura and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implementation of Local Environmental Control System on the Microhand2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Koshiede, Masaru Kojima, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Local Environment Chemical Stimulation System for Cellular Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Keita Sera, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転操作を応用した細胞の高詳細3次元像の構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹内悠真,小嶋勝,前泰志,新井健生
    • 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] マイクロ流体デバイスを用いた細胞核への機械刺激と応答の評価2018

    • 著者名/発表者名
      戸谷匡宏,小嶋勝,洞出光洋,前泰志,小椋利彦,金子真,新井健生
    • 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] 脈流生成システムを応用した複雑管状構造の構築2018

    • 著者名/発表者名
      木原楽士,小嶋勝,前泰志,新井健生
    • 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] マイクロハンドシステムを用いた細胞の力学特性計測2018

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝,田中 泰誠,前 泰志,新井 健生
    • 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] マルチスケール同時観測を用いた微小物体の自動剛性計測2018

    • 著者名/発表者名
      吉川 遼,小嶋 勝,前 泰志,新井 健生
    • 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] 複数視点からの観察像を用いた細胞の 3 次元像構築2018

    • 著者名/発表者名
      竹内悠真,小嶋勝,前泰志,新井健生
    • 学会等名
      第19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(SI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 局所化学環境制御システムの構築と評価2017

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝,世良京太,前 泰志,新井健生
    • 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] Automated cell manipulation system by using high-speed two fingered micro-hand2017

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝,Kim Eunhye,前 泰志,新井 健生
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロピペットシステムを用いた細胞解析のための局所化学環境制御2017

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝,世良京太,前 泰志,新井健生
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多チャンネル局所化学環境制御システムの構築2017

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝,古澤 達也,前 泰志,新井 健生
    • 学会等名
      第18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
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of the 3D measurement system in real-time for micro-manipulation2017

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Shota Takagi, Mitsuhiro Horade, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of micro heater array system for cell manipulation2017

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Mitsuhiro Horade, Suguru Takata, Sota Nakadai, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluidic channel device for generating tubular structure in situ delivering nutrients2017

    • 著者名/発表者名
      Tanoshi Kihara, Masaru Kojima, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of 3D Reconstruction Image by Confocal Microscope with the Cell Rotated2017

    • 著者名/発表者名
      Yuma Takeuchi, Masaru Kojima, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2017 IEEE 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] マイクロ構造体を用いた運動性を持つ微生物の操作2016

    • 著者名/発表者名
      小嶋勝,洞出光洋,福岡創,福田敏男,新井健生
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第33回研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微細作業支援自動ステージを用いた細胞操作2016

    • 著者名/発表者名
      小嶋勝,山本幸太朗,神山和人,洞出光洋,前泰志,新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of the multi-channel local chemical stimulation system2016

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Tatsuoya Furusawa, Hajime Fukuoka, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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