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電気化学バイオリソグラフィーの開発と細胞チップへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17310080
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 マイクロ・ナノデバイス
研究機関東北大学

研究代表者

西澤 松彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20273592)

研究分担者 安部 隆  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00333857)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,870千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 870千円)
2007年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2006年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2005年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワードリソグラフィー / 細胞チップ / マイクロデバイス / 電気化学 / マイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織 / マイクロ電極 / バイオアッセイ / バイオチップ / マイクロ流路
研究概要

細胞チップなどのバイオデバイスの開発には,細胞接着の制御技術が必須である。本研究では,細胞接着をその場でコントロールする電気化学バイオリソグラフィーの技術的確立を行い,細胞接着の制御に留まらず,既に付着している細胞の増殖,伸長,遊走,をin-situで誘導する技術に展開した。数マイクロメートルの精度で段階的なリソグラフィーを行う必要があった。最適条件の系統的探索のために,生死判定を含む評価法を導入し、細胞にダメージを与えることなく、基板層のみを改質できることが分かった。
加えて,電気化学バイオリソグラフィーを行なうための電極と,誘電泳動を行なうための電極を,マイクロ流路チップの内壁に作製し,流路チップ中での細胞の迅速な固定化を実践した。その結果,細胞懸濁液を流した状態で,100%の細胞捕捉を実現し,2種類の細胞を配列して固定する事が出来た。
細胞診断を簡便化するための細胞チップの研究開発が加速しており,採取した細胞をチップの適所に固定するための簡便な方法が必要とされている。電気化学バイオリソグラフィーは,電極と電源(乾電池程度)からなるシンプルな機構であり,マイクロ流路チップ等への集積化が容易であり,細胞のアレイを「その場で」作成するバイオチップに応用可能と考える。そこへ,誘電現象を利用して細胞を捕集して固定化を出来るという今回の成果は,血液診断の効率化に大きく寄与すると期待できる。また,動物実験の代替として培養細胞による毒性試験への要求が高まっているが,そのような細胞チップのハイスループット化にも寄与し得る基盤的成果である。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Localized Immobilization of Proteins onto Microstructures within a Preassembled Microfluidic Device2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto , et. al.
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B 128

      ページ: 545-551

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized Immobilization of Proteins onto Microstructures within a Preassembled Microfluidic Device2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B 128

      ページ: 545-551

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise Formation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji , et. al.
    • 雑誌名

      Biotechnol. Bioeng. 98

      ページ: 919-925

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise Formation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji et. al.
    • 雑誌名

      Biotechnol. Bioeng. 98

      ページ: 919-925

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Localized Immobilization of Proteins onto Microstructures within a Preassembled Microfluidic Deevice2007

    • 著者名/発表者名
      M. hashimoto et. al.
    • 雑誌名

      Sens. and Actu. B 128

      ページ: 277-285

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomaterial and Devices for Altanative to Animal Experiments2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 雑誌名

      CMC

      ページ: 277-285

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stepwise Formation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji, et. al.
    • 雑誌名

      Biotechnol. Bioeng. 98

      ページ: 919-925

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Porous Membrane-Based Culture Substrate for Localized In-Situ Electroporation of Adherent Mammalian Cells2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ishibashi, et. al.
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B 128

      ページ: 5-11

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patterning Cellular Motility Using an Electrochemical Technique and a Geometrically-Confined Environment2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 雑誌名

      Langmuir 22

      ページ: 10784-10787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-Demand Patterning of Protein Matrices inside a Microfluidc Device2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 78

      ページ: 5469-5473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patterning Cellular Motility Using an Electrochemical Technique and a Geometrically-Confined Environment2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji et. al.
    • 雑誌名

      Langmuir 22

      ページ: 10784-10787

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] On-Demand Patterning of Protein Matrices inside a Microfluidc Device2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji et. al.
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 78

      ページ: 5469-5473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Patterning Cellular Motility Using an Electrochemical Technique and a Geometrically-Confined Environment2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kaji
    • 雑誌名

      Langmuir 22

      ページ: 10784-10787

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On-Demand Patterning of Protein Matrices inside a Microfluidc Device2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kaji
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 78

      ページ: 5469-5473

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Patterning the Surface Cytophobicity of an Albumin-Physisorbed Substrateby Electrochemical Means2005

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 雑誌名

      Langmuri 21

      ページ: 6966-6969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patterning the Surface Cytophobicity of an Albumin-Physisorbed Substrate by Electrochemical Means2005

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji et. al.
    • 雑誌名

      Langmuir 21

      ページ: 6966-6969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Localized Chemical Stimulation of Cellular Micropatterns Using a Porous Membrane-Based Culture Substrate2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takoh
    • 雑誌名

      Sensors and Actuator B 108

      ページ: 683-687

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Patterning the Surface Cytophobicity of an Albumin-Physisorbed Substrate by Electrochemical Means2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kaji
    • 雑誌名

      Langmuir 21

      ページ: 6966-6969

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Arrangement of Cells within semi-Closed Space with Microelectrode-Based Technique2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto , et. al.
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2007
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2007-10-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Generation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing Using a Microelectrode Technique and Electrostatic Assembly2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji , et. al.
    • 学会等名
      29th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Lyon
    • 年月日
      2007-08-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Generation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing Using a Microelectrode Technique and Electrostatic Assembly2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji ed. al.
    • 学会等名
      29th IEEE EMBS
    • 発表場所
      Lyon
    • 年月日
      2007-08-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electrochemical Biolithography for Micropatterning Proteins and Cells within Three-Dimensional Microstructures2007

    • 著者名/発表者名
      M. Nishizawa
    • 学会等名
      MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2007-04-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Integration of Antibody Arrays Into a Preassembled Microfluidic Devicefor On-Demand Immunoassay2006

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2006
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of a Cell Culture system for Dynamically Controlling CellMotility2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2006
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Integration of Antibody Arrays Into a Preassembled Microfluidic Device for On-Demand Immunoassay2006

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto ed. al.
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2006
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of a Cell Culture system for Dynamically Controlling Cell Motility2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji ed. al.
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2006
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-11-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] On-demand patterning of proteins inside a microfluidic device using an electrochemical method2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 学会等名
      The Ninth World Congress on Biosensors
    • 発表場所
      Toronto
    • 年月日
      2006-05-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] On-demand patterning of proteins inside a microfluidic device using an electrochemical method2006

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji ed. al.
    • 学会等名
      The 9th World Congress on Biosensors
    • 発表場所
      Toronto
    • 年月日
      2006-05-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electrochemical Bio-Lithography for On-Demand Immobilization of Proteins and Cells inside Microfluidic Cannel2006

    • 著者名/発表者名
      M. Nishizawa
    • 学会等名
      209th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Denver
    • 年月日
      2006-05-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electrochemical Bio-Lithography for On-Demand Immobilization of Proteins and Cells inside Microfluidic Cannel2006

    • 著者名/発表者名
      M. Nishizawa ed. al.
    • 学会等名
      209th Meeting of The ECS
    • 発表場所
      Denver
    • 年月日
      2006-05-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electrochemical Approach to Pattern Proteins and Cells within Microchannels2005

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2005
    • 発表場所
      Boston
    • 年月日
      2005-10-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 動物実験代替のためのバイオマテリアル・デバイス2007

    • 著者名/発表者名
      梶弘和
    • 出版者
      シーエムシー
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] タンパク質および細胞が内壁に固定された中空構造体2007

    • 発明者名
      梶弘和
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2007-022637
    • 出願年月日
      2007-02-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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