| 研究課題/領域番号 |
20K04276
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
多田 茂 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70251650)
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| 研究分担者 |
松元 藤彦 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (10531767)
江口 正徳 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60613594)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 細胞分離 / 誘電泳動 / 4重極電極 / キャピラリー / 交流電場 / ヒト細胞 / ４重極電極 / ヒト乳腺上皮細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多量の細胞試料の中の特定の希少細胞を高速・高精度に分離する技術として、交流電場での誘電泳動(DEP)の原理を応用したマイクロ流路型DEPデバイスが注目を集めている。しかしながら、既存型デバイスでは、電極の極く近傍に生成される不均一電場を用いて細胞操作を行うため、微量の細胞の分離には適するが、多量の細胞試料を分離する技術への対応には課題が残る。
本研究では多量の細胞試料の高速・高精度分離を可能にする方法として、4重極電極を用いたキャピラリー型DEP細胞分離技術を提案し、細胞分離の実験と解析を行い、機能を最適化させることで将来の臨床応用を目指した新しい細胞分離デバイスの基本デザインを提示する。
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| 研究成果の概要 |
細胞を高速・高精度に分離する技術として、誘電泳動を用いた細胞分離技術が注目を集めている。本研究では4重極型キャピラリー誘電泳動デバイスを新たな細胞分離デバイスとして提案した。始めに、デバイスの最適設計のために電場の数値シミュレーションを行った。提案デバイスの細胞分離効率を評価するため、設計内容に従いデバイスを製作し、ヒト乳腺上皮細胞の生・死細胞の混合溶液を流し、生・死細胞の分離実験を行った。その結果、細胞数が少ない状態では、細胞が適切に分離される様子が観察されたものの、細胞数が増加すると期待通りの分離効率は得にくくなり、動作条件の見直しやデバイス仕様の改善などが今後の課題とされた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
提案デバイスが持つ①誘電泳動力がガラス管断面内全域の細胞に対して作用するため、高効率の分離が期待できる。②電極との接触による細胞の損傷や溶液の電気分解、電圧降下、電極の劣化等のリスクがない。といった特徴は、従来型デバイスが抱える幾つかの問題点を発熱の問題を除き、解決出来る。本研究成果については、細胞分離率の向上など、今後解決されるべき課題点はあるが、新しい概念による誘電泳動型細胞分離デバイスの有効性が示され、誘電泳動技術を応用した臨床検査技術の発展に大きく貢献する。また誘電泳動デバイスの研究と臨床応用に大きな質的転換をもたらすことが期待出来る。
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