オンチップ・テザードマイクロツールによる生体膜輸送体の動的計測と評価

• 研究課題/領域番号: 20246044
• 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: 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: 新井 史人 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90221051)
• 研究分担者: 魚住 信之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40223515)
• 連携研究者: 丸山 央峰 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60377843)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 49,790千円 (直接経費: 38,300千円、間接経費: 11,490千円); 2010年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2009年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2008年度: 25,480千円 (直接経費: 19,600千円、間接経費: 5,880千円)
• キーワード: マイクロ・ナノデバイス / 光ピンセット / 先端機能デバイス / ナノバイオ / フォトリソグラフィ / イオンチャネル / マイクロ流体デバイス / 遺伝子操作

研究概要

研究では,フォトファブリケーションを基盤とする微細加工技術を駆使し,局所限定空間を有するマイクロ流体チップを製作し,その内部で細胞や機能性マイクロツールを操作し,チップ内の環境制御で生じる細胞変化を計測可能な,単一細胞レベルの操作・観察・計測システムに関する研究を推進した.本システムを用いて,高浸透圧ストレスによる細胞の体積変化の計測により,従来誰も調べることができなかった生体膜輸送体の機能の定量評価を実現した.

研究成果

• [雑誌論文] The KtrA and KtrE subunits are required for Na+ dependent K+ uptake by KtrB across the plasma membrane in Synechocystis sp.PCC6803. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, L., Akai, M., Yoshikawa, A., Shimojima, M., Ohta, H., Guy HR., Uozumi, N.
  • 雑誌名: The Journal of Bacteriology Vol.192 ページ: 5063-5070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Adhesion Control of Hydrogel Microtools for On Demand Immobilization and Measurement of Cells on a Microfluidic Chip (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, T.Fukuda, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.22 ページ: 631-638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive Parallel Assembly of Microbeads for Fabrication of Microtools Having Spherical Structure and Powerful Manipulation by Optical Tweezers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, R.Iitsuka, K. Onda, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.22 ページ: 356-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-Dependent Filtration and Trapping of Microparticles in a Microfluidic Chip Using Graduated Gaps and Centrifugal Force (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, S.Sakuma, Y.Yamanishi, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.22 ページ: 280-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Adhesion Control of Hydrogel Microtools for On-Demand Immobilization and Measurement of Cells on a Microfluidic Chip (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, T.Fukuda, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 22 ページ: 631-638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive Parallel Assembly of Microbeads for Fabrication of Microtools Having Spherical Structure and Powerful Manipulation by Optical Twee zers (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, R.Iitsuka, K.Onda, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 22 ページ: 356-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-Dependent Filtration and Trapping of Microparticles in a Microfluidic Chip Using Graduated Gaps and Centrifugal Force (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, S.Sakuma, Y.Yamanishi, F.Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 22 ページ: 280-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KtrA and KtrE subunits are required for Na^+ dependent K^+ uptake by KtrB across the plasma membrane in Synechocystis sp.PCC 6803. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zulkifli, L., Akai, M., Yoshikawa, A., Shimojima, M., Ohta, H., Guy HR., Uozumi, N.
  • 雑誌名: The Journal of Bacteriology 巻: 192 ページ: 5063-5070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-Dependent Filtration and Trapping of Microparticles in a Microfluidic Chip Using Graduated Gaps and Centrifugal Force (2010)
  • 著者名/発表者名: Hisataka Maruyama, Shinya Sakuma, Yoko Yamanishi, Fumihito Arai
  • 雑誌名: Journal.of Robotics and Mechatronics 22(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive Parallel Assembly of Microbeads for Fabrication of Microtools Having Spherical Structure and Powerful Manipulation by Optical Tweezers (2010)
  • 著者名/発表者名: Hisataka Maruyama, Ryo Iitsuka, Kazuhisa Onda, Fumihito Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 22(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threonine at position 306 of the KAT1 potassium channel is essential for channel activity and is a target site for ABA-activated SnRK2/OST1/SnRK2.6 protein kinase (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Sato, Y., Fukao, Y., Fujiwara, M.Umezawa, T., Shinozaki, K., Hibi, T., Taniguchi, M, Miyake, H., Goto, D.B., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biochem.J. Vol.22 ページ: 439-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Threonine at position 306 of the KAT1 potassium channel is essential for channel activity and is a target site for ABA-activated SnRK2/OST1/SnRK2.6 protein kinase (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Sato, Y., Fukao, Y, Fujiwara, M., Umezawa, T., Shinozaki, K., Hibi, T., Taniguchi, M., Miyake, H., Goto, D.B., Uozumi, N.
  • 雑誌名: Biochem.J. 73 ページ: 439-448
  • 査読あり
• [学会発表] Massive Parallel Assembly of Microbeads for Fabrication of Microtools Having Spherical Structure and Powerful Laser Manipulation (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Maruyama, R.Iitsuka, K.Onda, F.Arai
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Anchorage, USA
  • 年月日: 2011-05-04
• [学会発表] Evaluation of Thermal Conductivity of Single Carbon Nanotube Using Functional Gel Temperature Sensor in Liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Tomita, Hisataka Maruyama, Fumihito Arai
  • 学会等名: 第40回記念フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋,名城大学
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] Massive Parallel Assembly of Microbeads for Fabrication of Microtools Having Spherical Structure and Powerful Laser Manipulation (2010)
  • 著者名/発表者名: 丸山央峰, 飯塚龍, 恩田一寿, 新井史人
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Anchorage, USA
  • 年月日: 2010-05-04
• [学会発表] STZE-DEPENDENT FILTRATION AND TRAP OF MICROPARTICLES USING CENTRIFUGAL FORCE AND GRADUATED MECHANICAL GAP IN MICROFLUIDIC CHIP (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山央峰, 佐久間臣耶, 山西陽子, 新井史人
  • 学会等名: The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Selenees
  • 発表場所: Korea, JEJU
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] SIZE-DEPENDENT FILTRATION AND TRAP OF MICROPARTICLES USING CENTRIFUGAL FORCE AND GRADUATED MECHANICAL GAP IN MICROFLUIDIC CHIP (2009)
  • 著者名/発表者名: Hisataka Maruyama, Shinya Sakuma, Yoko Yamanishi, Fumihito Arai
  • 学会等名: The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Korea, JEJU
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Size-Dependent Microparticle Filtration Using Magnetically Driven Microtool for Producing Gel-Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Benoit Chapurlat, Hisataka Maruyama, Yoko Yamanishi, Kyosuke Kotani, Fumihito Arai
  • 学会等名: The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: アメリカ,セントルイス
  • 年月日: 2009-10-15
• [学会発表] レーザ駆動Robot-on-a-chipに関する研究-その3:テザード型マイクロツールの設計と製作- (2009)
  • 著者名/発表者名: 猪股直生, 丸山央峰, 新井史人
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡,福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] レーザ駆動Robot-on-a-chipに関する研究-その1:統合型光ピンセットのバイラテラル制御システム- (2009)
  • 著者名/発表者名: 恩田一寿, 丸山央峰, 新井史人
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡,福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] 磁気駆動Robot-on-a-chipに関する研究-その3:磁気駆動マイクロツールを用いた微粒子の連続選別- (2009)
  • 著者名/発表者名: 丸山央峰, 佐久間臣耶, シャプラブノア, 山西陽子, 新井史人
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2009
  • 発表場所: 福岡,福岡国際会議場
  • 年月日: 2009-05-26
• [学会発表] Multi-beam Laser Micromanipulation of Microtool by Integrated Optical Tweezers (2009)
  • 著者名/発表者名: Fumihito Arai, Kazuhisa Onda, Ryolitsuka, Hisataka Maruyama
  • 学会等名: 2009 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Kobe, Kobe International Conference Center
  • 年月日: 2009-05-15
• [学会発表] マイクロ流路を用いたラン藻の高浸透圧ストレスに対する適応機構のリアルタイム観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 四十九俊彰
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] 遠心力と磁気駆動マイクロツールを用いたオンチップ粒子選別 (2008)
  • 著者名/発表者名: 丸山央峰
  • 学会等名: 第18回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス,船井哲良記念講堂
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Production of Functional Microtool Using Size-Classified Gel-Microbeads (2008)
  • 著者名/発表者名: Benoit Chapurlat
  • 学会等名: 2008 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋,名古屋大学野依記念学術交流館
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] MTCROPATTERNTNG OF HYDROGEL AND ON-CHIP LONG TIME MONITORING OF INDIVIDLAL CELLS IN A CAGE (2008)
  • 著者名/発表者名: 新井史人
  • 学会等名: The 12th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: アメリカ,サンディエゴ
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] MICROPATTERNING OF HYDROGEL AND ON-CHIP LONG TIME MONITORING OF INDIVIDUAL CELLS IN ACAGE (2008)
  • 著者名/発表者名: Fumihito Arai
  • 学会等名: The 12th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: アメリカ, サンディエゴ
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] フォトリソグラフィによるマイクロツールの作製とマルチビーム統合型光ピンセットによる操作 (2008)
  • 著者名/発表者名: 飯塚龍
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸市,神戸大学
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] マイクロ流路を用いたラン藻の浸透圧適応のリアルタイム観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 四十九俊彰
  • 学会等名: 日本生物工学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-08-28
• [備考]
  • URL: http://www.bioroboties.mech.nagoya-u.ac.jp/research/Robomec09/Robome09_Iitsuka.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.bioroboties.mech.nagoya-u.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Maruyama.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Onda.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Inomata.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.bioroboties.mech.nagoya-u.ac.jp/research/40th_FNTS/40th_FNTS_Tomita.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Iitsuka.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Maruyama.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/research/40th_FNTS/40th_FNTS_Tomita.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Onda.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Inomata.pdf
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/Robomec09/Robomec09_Maruyama.pdf