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光操作ナノ工具を用いた1細胞・1分子機械加工プラットフォームの実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H02118
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関香川大学

研究代表者

寺尾 京平  香川大学, 創造工学部, 准教授 (80467448)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードナノ加工 / 1細胞解析 / 1分子計測 / 生体分子加工 / マイクロ流体デバイス / マイクロ・ナノデバイス / バイオナノテクノロジー / 微細加工 / 1細胞解析 / 1分子解析
研究開始時の研究の概要

切断や組立といった機械加工に相似した操作を、細胞1個と分子1個に対して実現することが本研究の狙いである。それにより細胞・分子を分解して解析し生命現象の理解に繋げること、細胞を改変・組み立てることで医薬品開発や再生医療において有用なバイオサンプルを創出する。そのために、酵素・抗体反応をピンポイントに生じさせる光駆動ナノ工具を開発し、加工対象の細胞・分子を配置固定可能なマイクロ流体ワークテーブル上で1個の細胞・1個の分子に対して機械加工を達成する。

研究成果の概要

切断や組立といった機械加工に相似した操作を、細胞1個と分子1個に対して実現することが本研究の狙いである。それにより細胞・分子を分解して解析し生命現象の理解に繋げること、細胞を改変・組み立てることで医薬品開発や再生医療において有用なバイオサンプルを創出する。そのために、酵素・抗体反応をピンポイントに生じさせる光駆動ナノ工具を開発し、加工対象の細胞・分子を配置固定可能なマイクロ流体ワークテーブル上で1個の細胞・1個の分子に対して機械加工するための要素技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果として開発した要素技術を統合することで、将来「1個の細胞・1個の生体分子を望み通りに捕捉し、解析する」「1個の細胞に物質を導入し性質を改変する」、「細胞を1個1個望み通りに組み立て、臓器を作製する」「1個の生体分子を望み通りに切断する」、といった機械加工に相似した操作を細胞と分子に対して1個の解像度で実現することに近づくことが期待される。それにより、1細胞・1分子解析への応用や、有用な細胞サンプルの調製に繋がる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Microfluidic device for differentiation induction of iPS cells derived embryoid bodies with local chemical stimulation2023

    • 著者名/発表者名
      Kusunoki Naoto、Konagaya Shuhei、Nishida Mitsunori、Sato Shigehiro、Takao Hidekuni、Shimokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 106 号: 1

    • DOI

      10.1002/ecj.12393

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optically driven microtools with an antibody‐immobilised surface for on‐site cell assembly2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Shuntaro、Ito Takumi、Takao Hidekuni、Shimokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      IET Nanobiotechnology

      巻: Online Version 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1049/nbt2.12114

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] iPS細胞胚様体の局所刺激を目指したマイクロデバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      Kusunoki Naoto、Konagaya Shuhei、Nishida Mitsunori、Sato Shigehiro、Takao Hidekuni、Shimokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 142 号: 12 ページ: 310-315

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.142.310

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2022-12-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of optical‐driven nanoneedles using SU‐8 nanofabrication2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Masahiko、Takao Hidekuni、Simokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 105 号: 1

    • DOI

      10.1002/ecj.12327

    • NAID

      210000188884

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] AC-Electroosmosis-Assisted Surface Plasmon Resonance Sensing for Enhancing Protein Signals with a Simple Kretschmann Configuration2022

    • 著者名/発表者名
      Terao Kyohei、Kondo Shohei
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 3 ページ: 854-854

    • DOI

      10.3390/s22030854

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SU-8ナノ加工を用いた光操作型ナノニードルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      Harada Masahiko、Takao Hidekuni、Simokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 141 号: 6 ページ: 173-178

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.141.173

    • NAID

      130008046595

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2021-06-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-site processing of single chromosomal DNA molecules using optically driven microtools on a microfluidic workbench2021

    • 著者名/発表者名
      Masuda Akihito、Takao Hidekuni、Shimokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 7961-7961

    • DOI

      10.1038/s41598-021-87238-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Capture and elongation of single chromosomal DNA molecules using optically driven microchopsticks2020

    • 著者名/発表者名
      Inukai Ryo、Takao Hidekuni、Shimokawa Fusao、Terao Kyohei
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 14 号: 4 ページ: 044114-044114

    • DOI

      10.1063/5.0017727

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spatial Dissection of Fixed Tissue Slices Using Si Blade Array Device2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ueta, H. Takao, F. Shimokawa, F. Miura, K. Terao
    • 学会等名
      35th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Through-Hole Type Nanoblade Array for Single Cell Dissection2022

    • 著者名/発表者名
      K. Ninomiya, R. Inoue, H. Takao, F. Shimokawa, K. Terao
    • 学会等名
      35th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional nanofabrication with UV lithography of SU-8 for optically-driven microtools2022

    • 著者名/発表者名
      K. Tano, M. Harada, H. Takao, F. Shimokawa, K. Terao
    • 学会等名
      35th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfluidic Device for Parallel Chemical Stimulation to Local Area of Single Cell Surfaces2022

    • 著者名/発表者名
      R. Nakamura, H. Takao, F. Shimokawa, K. Hirano, K. Terao
    • 学会等名
      35th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microfluidic device for local differentiation induction of iPS cells-derived embryoid bodies2022

    • 著者名/発表者名
      N. Kusunoki, S. Konagaya, M. Nishida, S. Sato, H. Takao, F. Shimokawa, K. Terao
    • 学会等名
      26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Facile Fabrication of Two-Dimentional Micronozzle Array Using Skew-Positioned Wires as a Mold2022

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, K. Terao
    • 学会等名
      26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞胚様体の局所刺激による分化誘導を目指したマイクロデバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      楠直人, 小長谷周平, 豊田太郎, 西田光徳, 佐藤成弘, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症の病態解明を目指した腎微小環境解析マイクロ流体実験システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      荒木佑弥, 小山哲哉, 高尾秀邦, 下川房男, 中野大介, 寺尾京平
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血中がん細胞解析に向けた3次元毛細血管狭窄部モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      青野航汰, 白神吉洋, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 抗体修飾光駆動ツールとマイクロ流体デバイスを用いた1 細胞組立プラットフォームの開発2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤拓海, 森駿太郎, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路を利用した薬剤応答面積依存性の定量解析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村瑠太, 高尾英邦, 下川房男, 平野勝也, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] iPS 細胞胚様体内の細胞間相互作用評価に向けた局所薬剤刺激デバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      楠直人, 小長谷周平, 豊田太郎, 西田光徳, 佐藤成弘, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血中がん細胞動態解析に向けた3 次元毛細血管狭窄部モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      青野航汰, 白神吉洋, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SU-8 ナノ加工を用いた単一細胞情報取得のための超微細構造物の開発2022

    • 著者名/発表者名
      多納圭祐, 原田雅彦, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 敗血症の病態解明を目指した腎微小環境解析マイクロ流体実験システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      荒木佑弥, 小山哲哉, 高尾秀邦, 下川房男, 中野大介, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] iPS 細胞の効率的分化誘導を目指した微小溶液環境可変デバイスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      深井大暉, 米田将太, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      化学とマイクロナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞分割のための貫通孔型ナノブレードアレイの開発2022

    • 著者名/発表者名
      仁宮滉太, 井上遼太郎, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      令和4 年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路と接続したin vitro 微小血管構造の形成2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤義純, 高尾英邦, 下川房男, 寺尾京平
    • 学会等名
      令和4 年度電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] On Site Cell Assembly Using Optically-Driven Microtools With Antibodyimmobilized Surface2021

    • 著者名/発表者名
      S.Mori, H.Takao, F.Shimokawa, K.Terao
    • 学会等名
      25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Dimentional Microaperture Array for On-Demand Formation of Heterogeneous Gel Fibers2021

    • 著者名/発表者名
      K.Takahashi,H.Takao,F.Shimokawa,K.Terao
    • 学会等名
      25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 余剰受容体の定量解析用マイクロ流路デバイス2021

    • 著者名/発表者名
      中村瑠太、高尾英邦、下川房男、平野勝也、寺尾京平
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Siブレードアレイデバイスを用いた固定組織切片の分画回収技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      植田光貴、塩見太郎、高尾英邦、下川房男、三浦史仁、寺尾京平
    • 学会等名
      第38回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 抗体修飾光駆動構造体とマイクロ流体デバイスを用いた1細胞組立プラットフォームの開発2020

    • 著者名/発表者名
      森駿太郎、高尾英邦、下川房男、寺尾京平
    • 学会等名
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SU-8ナノ加工を利用した光操作型ナノニードルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      原田雅彦、高尾英邦、下川房男、寺尾京平
    • 学会等名
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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