二波長エバネッセント波照射細胞電位・屈折率センシングによる細胞膜イオン輸送制御

• 研究課題/領域番号: 20360102
• 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: 熱工学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 佐藤 洋平 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00344127)
• 研究分担者: 村上 俊之 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00255598)
• 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: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2010年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2009年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2008年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: マイクロ流体デバイス / 細胞表面電位 / 細胞内屈折率 / エバネッセント波 / マイクロPIV / マイクロLIF / 細胞膜 / 二波長 / ナノLIF / アイクロPIV

研究概要

マイクロ流体デバイスを用いた培養液中の細胞膜・液体間イオン輸送制御技術の確立を目標として、エバネッセント波照射による細胞屈折率および電位の非侵襲センシング技術の開発を行った。正常細胞と培養液との屈折率差をエバネッセント波照射による細胞・液体界面から発生する散乱光強度を撮像することにより、屈折率非侵襲センシング技術の開発を行った。二色ナノLIF法を確立し、電位時空間分布カラーイメージングに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] エバネッセント波および体積照射を用いた非一様ゼータ電位を有する電気浸透流の時系列速度計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嘉副裕,中村翼,佐藤洋平
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 第76巻770号 ページ: 1455-1463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evanescent-wave/volume illuminated velocity measurements of transient eletrokinetically-driven flow with nonuniform wall electrostatic potential (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Tsubasa Nakamura, Yohei Sato
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology Vol.21
  • 査読あり
• [雑誌論文] エバネッセント波および体積照射を用いた非一様ゼータ電位を有する電気浸透流の時系列速度計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嘉副裕, 中村翼, 佐藤洋平
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 第76巻770号 ページ: 1455-1463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evanescent-wave/volume illuminated velocity measurements of transient eletrokinetically-driven flow with nonuniform wall electrostatic potential (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Tsubasa Nakamura, Yohei Sato
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Near-Wall motion of caged fluorescent dye in microchannel flows obtained from evanescent wave molecular tagging (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuriko Senga, Tsubasa Nakamura, Hiroki Fukumura, Mitsuhisa Ichiyanagi, Yohei Sato
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology Vol.5 ページ: 192-206
  • NAID: 130000254421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional spheroid forming lab-on-a-chip using micro-rotational flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ota, Ryosuke Yamamoto, Koji Deguchi, Yuta Tanaka, Yutaka Kazoe, Yohei Sato, Norihisa Miki
  • 雑誌名: Sensors & Actuators, B : Chemical (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evanescent-wave/volume illuminated velocity measurements of transient eletrokinetically-driven flow with nonuniform wall electrostatic potential (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Tsubasa Nakamura, Yohei Sato
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence imaging technique of surface electrostatic potential using evanescent wave illumination (2009)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Shu Miyakawa, Norihisa Miki, Yohei Sato
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.95
  • 査読あり
• [雑誌論文] A technique for monitoring multiple signals with a combination of prism-based total internal reflection fluorescence microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Eisuke Adachi, Yutaka Kazoe, Yohei Sato, Yuko Suzuki, Tetsumei Urano, Takehiko Ueyama, Naoaki Saito, Viacheslav O.Nikolaev, Martin J.Lohse, Makoto Tominaga, Hideo Mogami
  • 雑誌名: Pflugers Archiv-European Journal of Physiology 459 ページ: 227-234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence imaging technique of surface electrostatic potential using evanescent wave illumination (2009)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Shu Miyakawa, Norihisa Miki, Yohei Sato
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95 ページ: 23410401-04
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water-vapor permeability control of PDMS by the dispersion of collagen powder (2009)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Ishida, Yuhua Zhang, Yutaka Kazoe, Yohei Sato, Norihisa Miki
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines in press
  • NAID: 10025774649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase separation technique for suspended particles in microchannel utilizing bilayered acoustic fields (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsuhisa Ichiyanai, Hajjime Nakanosono, Yohei Sato, Koichi Hishida
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 4 ページ: 1-12
  • NAID: 130000077392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative evaluation of patterned self-assembled monolayers by color imaging of zeta-Potential obtained from two-color fluorescence and evanescent wave illumination (2008)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Shu Miyakawa, Norihisa Miki, Yohei Sato
  • 雑誌名: Micro Total Analysis Systems 2008 1 ページ: 643-645
• [学会発表] Refractive index difference sensing illuminated by evanescent wave for noninvasive diagnosis of cell's pathological state (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗山怜子, 田中雄太, 佐藤洋平
  • 学会等名: International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: (CD-ROM)
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] Refractive index difference sensing illuminated by evanescent wave for noninvasive diagnosis of cell's pathological state (2010)
  • 著者名/発表者名: Reiko Kuriyama, Yuta Tanaka, Yohei Sato
  • 学会等名: International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-11-08
• [学会発表] マイクロ・ナノ輸送現象のレーザ複合計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菱田公一, 一柳満久, 嘉副裕, 佐藤洋平
  • 学会等名: 日本機械学会第2回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] Fluorescence imaging technique of surface electrostatic potential using evanescent wave illumination (2010)
  • 著者名/発表者名: Yohei Sato
  • 学会等名: International Symposium on Micro/Nano Flow Measurement Techniques
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Nano-LIF/PIV simultaneous measurement of non-uniform wall zeta-potential and electroosmotic velocity in the mixing flow field (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuta Tananka, Yutaka Kazoe, Yohei Sato
  • 学会等名: International Symposium on Micro/Nano Flow Measurement Techniques
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Transient structure of ion motion induced by electric voltage obtained from Raman imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Furukawa, Yohei Sato
  • 学会等名: International Symposium on Micro/Nano Flow Measurement Techniques
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] ナノLIF/PIVによるマイクロチャネル壁面極近傍pHおよび速度の同時計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中雄太, 嘉副裕, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第38回可視化情報シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-07-21
• [学会発表] 非侵襲細胞状態判別を実現するエバネッセント波照射屈折率差計測法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗山怜子,田中雄太,佐藤洋平
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム講演論文集(Vol.1 pp.109-110)
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 非侵襲細胞状態判別を実現するエバネッセント波照射屈折率差計測法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗山怜子, 田中雄太, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第47回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] ナノ・マイクロ熱流動センシングの最前線 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤洋平, 嘉副裕
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] 高時空間分解能を有する繰り返し計測によるマイクロ化学リアクタ内速度計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飯野雅勇, 嘉副裕, 佐藤洋平
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(名古屋市)
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] Three dimensional spheroids formation platform using micro-rotation flow (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Ota, K.Deguchi, R.Yamamoto, Y.Kazoe, K.Hishida, Y.Sato, N.Miki
  • 学会等名: Micro Total Analysis Systems 2009
  • 発表場所: 済州島(韓国)
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] 2色ナノLIFによる固液界面電位・表面修飾分布同時センシング (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤洋平, 嘉副裕
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 山形大学(米沢市)
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] マイクロチャネル流ラマン分光流速計の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朋裕, 高橋基之, 佐藤洋平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2009-09-02
• [学会発表] 二溶液混合場における壁面ゼータ電位および電気浸透流速度の同時計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中雄太, 宮川修, 嘉副裕, 佐藤洋平
  • 学会等名: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] Quantitative evaluation of patterned self-assembled monolayers by color imaging of zeta-potential obtained from two-color fluorescence and evanescent wave illumination (2008)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kazoe, Shu Miyakawa, Norihisa Miki, Yohei Sato
  • 学会等名: Micro Total Analysis Systems(Vol.1 2008 pp.643-645)
  • 年月日: 2008-10-13
• [学会発表] Optical measurement of chemical reaction by gas dissolution in a gas-liquid microchannel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Issei Tsutsui, Yuriko Senga, Yohei Sato
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Applicaitons of Laser Techniques to Fluid Mechanics
  • 発表場所: リスボン (ポルトガル)
  • 年月日: 2008-07-07
• [備考] 受賞社団法人日本伝熱学会優秀プレゼンテーション賞(2010年5月26日)
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.tfe.sd.keio.ac.jp/
• [産業財産権] Quantitative evaluation method and device for zeta potential, pH or temperature distribution at wall surface and quantitative visualization method and device for surface modification (2010)
  • 発明者名: 佐藤洋平、嘉副裕、宮川修
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 出願年月日: 2010-04-15
• [産業財産権] Quantitative evaluation method and device for zeta potential, pH or temperature distribution a wall surface and quantitative visualization method and device for surface modification (2010)
  • 発明者名: 佐藤洋平, 嘉副裕, 宮川修
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 出願年月日: 2010-04-15
  • 外国
• [産業財産権] 二色蛍光色素を用いたゼータ電位定量法 (2008)
  • 発明者名: 佐藤洋平、嘉副裕、宮川修
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 2008-263639
  • 出願年月日: 2008-10-10
• [産業財産権] エバネッセント照明2色蛍光による表面修飾の定量的可視化法 (2008)
  • 発明者名: 佐藤洋平, 嘉副裕, 宮川修
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権番号: 2008-263639
  • 出願年月日: 2008-10-10