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2021 年度 実績報告書

オプト・ケモロボットを用いたマルチスケール細胞解析システム

研究課題

研究課題/領域番号 19H02096
研究機関名古屋大学

研究代表者

丸山 央峰  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60377843)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードマイクロ・ナノメカトロニクス
研究実績の概要

ウイルス感染細胞内環境計測用のカプセル型オプト・ケモロボットとして,従来の蛍光を用いた計測で環境の絶対値の算出に必要であった既知の環境におけるセンサの蛍光強度との比較を必要としないセンサの作製と評価を行った.pH計測において,pH以外の環境の影響を受けないようにするため,既知のpHの溶液を内部に導入したハイドロゲル構造体の蛍光センサを作製し,その表面を水に対して不透過の疎水性ハイドロゲルでコーティングすることで,周囲の環境の影響を受けないリファレンスとなる蛍光センサを,自作の3次元光造形システムを用いて作製した.
また,蛍光色素としてpH感受性を有するFITCを用いているが,FITCの蛍光強度は培養関環境および細胞内のたんぱく質濃度にも影響を受けることを確認した.タンパク質の影響を低減するため,タンパク質と反応するFITCの官能基をアミノ基でキャップすることで,タンパク質濃度の影響を受けない蛍光センサを実現した.このリファレンスセンサを用いた pH計測において,pH6-7.6の範囲で計測感度28%/pH,計測精度±0.28を実現した.さらに,タンパク質としてL-グルタミン濃度0-20 mMの範囲で蛍光強度が影響を受けないことを確認した.このリファレンス機能を有するオプト・ケモロボットはカプセル型のみではなく,チップ型のオプト・ケモロボットとしても利用可能であり,細胞内の計測と,細胞表面での計測の両方に適用して今後の計測を行っていく.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] ハイドロゲルのマイクロ3次元造形を用いた光環境マイクロセンサの作製2022

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰,王健宇
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022
  • [学会発表] 光制御剛性可変マイクログリッパを用いた微小物体操作2022

    • 著者名/発表者名
      本生和也,丸山央峰
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2022
  • [学会発表] Fluorescent pH Measurement without Initial pH Value Using Reference Sensor for Local Environment Measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Advanced Mechatronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Opto-Chemo Robotics: Optical micro-manipulation and measurement for bio-medical applications2021

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama
    • 学会等名
      2021 HUST-NU High-Level Academic Virtual Forum
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織内部のpH 計測のためのリファレンス機能を有する複合ハイドロゲル光環境センサ2021

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰,王健宇
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 固液相転移性フォトクロミック材料を用いたマイクログリッパ2021

    • 著者名/発表者名
      本生和也,丸山央峰
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] Composite Fluorescent Microsensor with a Reference Function for pH Measurement in the Microenvironment2021

    • 著者名/発表者名
      Hisataka Maruyama, Wang Jianyu
    • 学会等名
      2021 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Microgripper Using Photochromic Material with Solid-Liquid Phase Transition2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Honjo, Hisataka Maruyama
    • 学会等名
      2021 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 国際学会
  • [学会発表] リファレンス機能統合ハイドロゲル光環境マイクロセンサのマイクロ 3D 光造形を用いた作製2021

    • 著者名/発表者名
      丸山央峰,王健宇
    • 学会等名
      第22回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会

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公開日: 2022-12-28  

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