交流電場を用いた単一細胞操作と誘電スペクトロスコピー

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580817
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 浅見 耕司 京都大学, 化学研究所, 助教授 (90127936)
• キーワード: 単一細胞操作 / 交流電場 / 誘電スペクトロスコピー / 誘電緩和 / 界面分極 / 細胞構造 / 細胞分別 / 細胞破壊

研究概要

単一の生物細胞について蛋白質や遺伝子の解析を行うためには、細胞のミクロ操作技術の開発が必要である。このため、本研究では交流電場を用いた安価で熟練を要しないミクロ細胞操作解析システムを開発する。
交流電場下での細胞の挙動を調べるため、細胞や粒子の誘電的性質の周波数依存性や、不均質電場や回転電場下で粒子が受ける力やトルクを計算するプログラムを開発した。また、様々な電極系での電場計算用のプログラムを現在開発中である。
交流電場による細胞の動きを顕微鏡下で追跡するために、CCDカメラを用いた画像取り込みシステムを整備中である。単純な電極系を用いた予備テストを酵母細胞で行い、出芽の状態によって、誘電泳動や回転電場での動きが異なることを確認した。また、電極のデザインを検討するため、市販の電気化学用くし型電極を現在テストしている段階である。
分別した単一細胞は誘電スペクトロスコピー法により電気的性質を調べるが、このための電極や解析法の検討を行っている。また、細胞内物質を抽出するために、高電圧パルスを用いた細胞膜の破壊については、破壊効率の良いパルスパターン、強度、周波数などの検討を行っている。
以上のように、まだ、システムの構築とそのテストを行っている段階である。次年度でミクロ細胞操作解析システムの完成をめざす。

研究成果

• [文献書誌] K.Asami: "Characterization of heterogeneous systems by dielectric spectroscopy"Prog. Polym. Sci.. 27. 1617-1659 (2002)
• [文献書誌] K.Asami: "Characterization of biological cells by dielectric spectroscopy"J. Non-Crystalline Solids. 305. 268-277 (2002)
• [文献書誌] K.S.Zhao, K.Asami, J.P.Lei: "Dielectric analysis of chitosan microsphere suspension : study on its ion adsorption"Colloid Polym. Sci.. 280. 1038-1044 (2002)
• [文献書誌] K.Sekine, N.Torii, C.Kuroda, K.Asami: "Calculation o dielectric spectra of suspensions of rod-shaped cells using boundary element method"Bioelectrochemistry. 57. 83-87 (2002)
• [文献書誌] K.Asami, T.Yokoi, M.Sakoh: "Characterization of solid supported-membranes by dielectric spectroscopy : Incorporation of channel forming peptides"Membrane. 27. 282-289 (2002)