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次世代医療技術に貢献するスターラーレス電界撹拌技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06105
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関秋田県産業技術センター

研究代表者

中村 竜太  秋田県産業技術センター, 先進プロセス開発部, 主任研究員 (00634213)

研究分担者 赤上 陽一  秋田県産業技術センター, 企画事業部, 専門員 (00373217)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード撹拌 / 電界撹拌 / 非接触撹拌 / 医工連携 / 抗原抗体反応 / 細胞培養 / 電界 / 電界撹拌技術 / シャーレ / 培養細胞 / ヒト培養細胞 / 電界撹拌用シャーレ / 電極インサート蓋 / 高電圧スイッチング / 非接触 / スターラーレス / バイオテクノロジー
研究成果の概要

本研究において、電界を印加し最適な周波数を与えることによって、液滴を非接触で上下に揺らす3次元的撹拌と2次元的な回転撹拌を融合した撹拌技術を実現するための最適容器設計及び電極形状、電界印加方法の検討を行った。
結果的に、再現性、簡便性、汎用性を考慮し、市販のシャーレ底面へ、撥水シートを乱流のきっかけを与え易い勾玉型にして貼り付け、電界撹拌を行うことによって液滴全体が上下に振動し、さらに回転流れが生じていることをハイスピードカメラの観察によって確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現状の3次元的な電界撹拌では、比較的高速な撹拌となり、細胞や組織に対して物理的ストレスを与えてしまう懸念があり、また、液滴振動の節の付近で淀みが生じてしまう場合があった。
今回開発した3次元的撹拌に2次元的回転による流れを融合し、比較的低速で淀みの無い撹拌技術を、術中免疫組織染色や抗がん剤の適応性検査、免疫細胞治療に用いる細胞の培養等々へ様々な分野への応用することで医療費縮減が期待でき、社会貢献可能であると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Development of a Novel One-Step Automated Rapid in situ Hybridization for Anaplastic Lymphoma Kinase Rearrangement Using Non-Contact Alternating-Current Electric-Field Mixing.2020

    • 著者名/発表者名
      Imai K., Takashima S., Fujishima S., Matsuo T., Watanabe S., Nanjo H., Akagami Y., Nakamura R., Terata K., Wakita A., Sato Y., Motoyama S., Minamiya Y.
    • 雑誌名

      Pathobiology

      巻: 87(1) 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1159/000505631

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電界撹拌技術を用いた抗原抗体反応の迅速メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      中村竜太、久住孝幸、大久保義真、南條 博、南谷佳弘、赤上陽一
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 85 ページ: 208-212

    • NAID

      130007590595

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電界非接触撹拌技術を応用した迅速免疫組織化学染色装置における液滴蒸散予防の工夫2018

    • 著者名/発表者名
      星野 育, 今井 一博, 中村 竜太, 斎藤 芳太郎, 藤嶋 悟志, 栗原 伸泰, 若松 由貴, 斎藤 元, 寺田 かおり, 佐藤 雄亮, 本山 悟, 南條 博, 赤上 陽一, 南谷 佳弘
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 84 ページ: 383-387

    • NAID

      130006638790

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 電界撹拌技術を適用した新たな迅速酵素反応系の開発(第一報)ヒト培養細胞系における抗原抗体反応の迅速化の検討2020

    • 著者名/発表者名
      大久保義真,中村竜太,久住孝幸,赤上陽一
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 変動電界を用いた微小液滴向け移動撹拌技術の開発(第1報)2019

    • 著者名/発表者名
      中村竜太、大久保義真、久住孝幸、赤上陽一
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電界撹拌技術を用いた電気穿孔法の開発(第二報)電界撹拌技術のヒト培養細胞実験系における応用2019

    • 著者名/発表者名
      大久保義真、中村竜太、久住孝幸、赤上陽一
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 術中迅速免疫組織染色を実現させる電界撹拌技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      中村竜太,大久保義真,南條博,南谷佳弘,久住孝幸,赤上陽一
    • 学会等名
      2019年度日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電界撹拌技術を用いた新規電気穿孔法の開発(第一報) ~ 電界撹拌技術のヒト培養細胞系における検討~2019

    • 著者名/発表者名
      大久保義真,中村竜太,久住孝幸,赤上陽一
    • 学会等名
      2019年度日本機械学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 中村竜太、大久保義真、久住孝幸、南條博、南谷佳弘、赤上陽一2019

    • 著者名/発表者名
      電界撹拌技術を用いた酵素免疫測定法の迅速化技術の開発(第四報)~マイクロウェルプレート間における電界撹拌均一化のための最適電界印加方法の検討~
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大久保義真、中村竜太、久住孝幸、赤上陽一2019

    • 著者名/発表者名
      電界撹拌技術を用いた電気穿孔法の開発(第一報)~電界撹拌のヒト培養細胞における検討~
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 中村竜太,大久保義真,久住孝幸,赤上陽一,林秀洋,小松国夫,南條博,南谷佳弘2018

    • 著者名/発表者名
      電界撹拌技術を用いた酵素免疫測定法の迅速化技術の開発(第三報)~電界撹拌用マイクロプレートの開発と分子標的薬検出用迅速ELISAについて~
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界撹拌技術を用いた迅速プロトコールを決定するための諸条件の検討(第1報 印加周波数が及ぼす液滴挙動への影響検討2018

    • 著者名/発表者名
      赤上功治、中村竜太、南條博、南谷佳弘
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界撹拌技術(EST)を用いた抗原抗体反応の迅速メカニズムの解明(第6報)~フローサイトメーターを用いた抗原抗体反応の定性的評価~2017

    • 著者名/発表者名
      中村竜太、久住孝幸、南條博、南谷佳弘、赤上陽一
    • 学会等名
      2017年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 電界撹拌を利用した透析・浸透方法、及び透析・浸透装置2019

    • 発明者名
      秋田県、秋田大学、セルスペクト
    • 権利者名
      秋田県、秋田大学、セルスペクト
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 反応デバイス、電界撹拌装置、及び検出方法2018

    • 発明者名
      赤上陽一、中村竜太、南谷佳弘、南條博、林秀洋
    • 権利者名
      秋田県、国立大学法人秋田大学、セルスペクト株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-026697
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] 液滴移動装置及び液滴の移動方法2017

    • 発明者名
      赤上陽一、中村竜太
    • 権利者名
      秋田県
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-198243
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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