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三次元不均一電界を用いた高効率・高精度細胞分離技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420130
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 流体工学
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

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, 応用科学群, 教授 (70251650)

研究分担者 塚本 哲  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, 応用科学群, 講師 (90511460)
江口 正徳  一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 主任研究員 (60613594)
研究協力者 Qiu Zhiyong  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード誘電泳動 / 細胞分離 / 対向式櫛型電極 / 数値シミュレーション / 交流電場 / ヒト正常細胞 / 出芽酵母
研究成果の概要

流路内全域に不均一の交流電場を生成させるため、上面に平板電極、底面に対向式櫛形電極を設置した平行平板型マイクロ流路構造のDEPデバイスを作成し、出芽酵母、ヒト乳腺上皮細胞(MCF10A)の生・死細胞を試料細胞に、懸濁溶液として超純水、300mMのマンニトール溶液を用いて実験を行った。実験を負荷電圧、交流周波数、試料流量を適切な値に設定して行い、流路内での細胞の流動状態、分離過程について明らかにし、細胞分離の性能を評価した。その結果、数値シミュレーションともよく一致した設計通りの結果を得ることができた。特に細胞分離率に関しては非常に高い分離率を得ることが出来た。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Modeling and simulation of dielectrophoretic collective dynamics in a suspension of polarizable particles under the action of a gradient AC electric field2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Tada, Yan Shen, Zhiyong Qiu
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 38 号: 11 ページ: 1434-1440

    • DOI

      10.1002/elps.201600572

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of continuous-flow separation of viable/nonviable yeast cells using a nonuniform alternating current electric field with complex spatial distribution2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tada, A. Nakanishi, M. Eguchi, K. Ochi, M. Baba, A. Tsukamoto
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 10 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.4950999

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Concentration-tuned interactions and structures in flowing suspensions under a gradient AC electric field2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Tada, Zhiyong Qiu, Yan Shen
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4966567

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Numerical simulation of dielectrophoretic separation of live/dead cells using a three-dimensional nonuniform AC electric field in micro-fabricated devices2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Tada
    • 雑誌名

      Biorheology

      巻: 52 号: 3 ページ: 211-224

    • DOI

      10.3233/bir-14039

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric aggregation kinetics of cells in a uniform AC electric field2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Tada, Tomoyuki Natsuya, Akira Tsukamoto
    • 雑誌名

      Biorheology

      巻: 51 号: 6 ページ: 381-397

    • DOI

      10.3233/bir-14034

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 三次元不均一電場での誘電泳動による細胞分離2017

    • 著者名/発表者名
      多田 茂, 林 雅子, 逢見優衣, 塚本 哲
    • 学会等名
      第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      名古屋, ウィンク愛知
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 誘電泳動による細胞分離の高効率化2016

    • 著者名/発表者名
      多田 茂, 中西 有咲, 大地 健吾, 塚本 哲
    • 学会等名
      第28回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-01-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元不均一交流電界を用いた細胞分離2015

    • 著者名/発表者名
      多田 茂, 大地健吾, 塚本 哲
    • 学会等名
      第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟県,新潟市
    • 年月日
      2015-01-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Separation of Live/Dead Cells by the Use of Three Dimensional Non-uniform AC Electric Field2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Tada
    • 学会等名
      World Automation Congress 2014
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-08-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 防衛大学校 応用科学群 応用物理学科 応用数理生理学研究室

    • URL

      http://www.nda.ac.jp/cc/biomed/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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