コンタミネーションを抑制したスターラーレス微小量液滴撹拌技術の開発

• 研究課題/領域番号: 26820027
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 秋田県産業技術センター
• 研究代表者: 中村 竜太 秋田県産業技術センター, 素形材プロセス開発部, 研究員 (00634213)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 撹拌 / 電界 / 非接触 / 免疫組織染色 / 医工連携 / 抗原抗体反応 / 分散 / スターラーレス / 電界集中 / In situ ハイブリダイゼーション / 吸引力 / 温度

研究成果の概要

電界による吸引力を用いてnLからμLオーダーの液滴を温度上昇無く、かつ非接触（スターラーレス）で簡便に撹拌する電界撹拌技術を開発している。本研究期間内では、基本的な撹拌の挙動観察を行い、本撹拌の特徴を、印加電圧、印加周波数等をパラメータとして評価した。
さらに、この撹拌を抗原抗体反応を迅速化させる技術として応用し、今まで出来なかった手術中にがんの特性を把握可能な免疫組織染色を可能にした。
そして抗原抗体反応の迅速化メカニズムを検討し、撹拌により抗原と抗体との接触頻度が高まること、電界印加で液中の抗体が分散することによって抗原抗体反応が迅速化するという2つのメカニズムについて実験的に明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Novel method for rapid in-situ hybridization of HER2 using non-contact alternating-current electric-field mixing (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaro Saito, Kazuhiro Imai, Ryuta Nakamura, Hiroshi Nanjo, Kaori Terata, Hayato Konno, Yoichi Akagami & Yoshihiro Minamiya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1
  • DOI: 10.1038/srep30034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel method for immunofluorescence staining of mammalian eggs using non-contact alternating-current electric-field mixing of microdroplets. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shirasawa H,Kumagai J, Sato E, Kabashima K,Kumazawa Y,Sato W,Miura H,Nakamura R,Nanjo H, Minamiya Y,Akagami Y,Terada Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 15371-15371
  • DOI: 10.1038/srep15371
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 電界砥粒制御技術を応用した電界非接触微粒子撹拌技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，池田 洋，久住孝幸，佐藤安弘，南谷佳弘，南條 博
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: 80 号: 9 ページ: 862-866
  • DOI: 10.2493/jjspe.80.862
  • NAID: 130004688073
  • ISSN: 0912-0289, 1882-675X
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 電界撹拌技術を迅速In situハイブリダイゼーションへ応用するための試薬蒸散抑制に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、齋藤芳太郎、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: 2016年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 慶応義塾大学
• [学会発表] 電界撹拌技術を用いた抗原抗体反応の迅速メカニズムの解明（第4報）～迅速免疫組織染色技術の温度依存性について～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: 2016年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] 電界砥粒制御技術を用いた表面創成技術～研磨用技術から医工連携へ～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤上陽一、久住孝幸、中村竜太
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第18回「トライボコーティングの現状と将来」 -Green tribo-coating技術及び医工連携への取り組み-
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2016-02-26
  • 招待講演
• [学会発表] 術中迅速免疫組織染色を可能にする電界撹拌技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: LIFE2016
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 電界撹拌技術(EST)を用いた抗原抗体反応の迅速メカニズムの解明（第5報）～電界集中電極による撹拌の高効率化～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: 2016年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 発表場所: 茨城大学
• [学会発表] 電界砥粒制御技術を応用した電界撹拌技術の開発（第2報）～撹拌の高効率化のための電極形状の検討～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: 第11回 生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 電界非接触撹拌技術を用いた抗原抗体反応の迅速化とそのメカニズムに関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、南條博
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 電界非接触撹拌技術を用いた抗原抗体反応の迅速メカニズムの解明（第3報）～タンパク質の分子量の違いにおける抗体移動速度について～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太、赤上陽一、久住孝幸、南谷佳弘、加賀谷昌美、南條博
  • 学会等名: 2015年度精密工学会秋季大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 電界非接触撹拌技術を用いた酵素免疫測定法の迅速化技術の開発（第二報）～電界非接触撹拌用基板の開発とその表面性状について～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，久住孝幸，池田洋，南谷佳弘，小松国夫
  • 学会等名: 2015年度精密工学会春季大会
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-19
• [学会発表] 電界砥粒制御技術を応用した微粒子における電界非接触撹拌技術に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，池田洋，久住孝幸，南谷佳弘，南條博
  • 学会等名: 第10回 生産加工・工作機械部門講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2014-11-14 – 2014-11-15
• [学会発表] 電界非接触撹拌技術を応用した酵素免疫測定法の迅速化技術に関する研究 ～電界非接触撹拌用基板の開発とその表面性状について～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，久住孝幸，池田洋，佐藤安弘，南谷佳宏，小松国夫
  • 学会等名: トライボロジー会議2014秋 盛岡
  • 発表場所: 岩手県盛岡市
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 電界砥粒制御技術を応用した電界非接触微粒子撹拌装置の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，池田洋，久住孝幸，南谷佳弘，南條博
  • 学会等名: 2014年度精密工学会秋季大会
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] 電界砥粒制御技術を応用した電界非接触微粒子撹拌技術の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村竜太，加賀谷昌美，赤上陽一，池田洋，久住孝幸，南谷佳弘，南條博
  • 学会等名: 2014年度砥粒加工学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-13
• [学会発表] 秋田発！電界非接触撹拌技術が拓く新たな医療機器産業への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村 竜太
  • 学会等名: 第5回医工融合技術を生かした医療機器の創製に関する研究会
  • 発表場所: 金沢工業大学
  • 年月日: 2014-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] 電界砥粒制御技術が拓く新たな医療機器産業への展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村 竜太
  • 学会等名: 型技術者会議2014
  • 発表場所: 東京都大田区
  • 年月日: 2014-06-18
  • 招待講演