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2009 年度 実績報告書

二波長エバネッセント波照射細胞電位・屈折率センシングによる細胞膜イオン輸送制御

研究課題

研究課題/領域番号 20360102
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

佐藤 洋平  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (00344127)

研究分担者 村上 俊之  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00255598)
キーワードマイクロ流体デバイス / 細胞膜 / 細胞表面電位 / 細胞内屈折率 / エバネッセント波 / 二波長 / ナノLIF / アイクロPIV
研究概要

マイクロ熱流体デバイスにを用いた液体(培養液)中の細胞膜・液体間イオン輸送制御技術の確立を目的として,二波長エバネッセント波照射による細胞内屈折率および細胞表面電位の非侵襲センシング技術の開発を行う.一般的に,癌細胞は正常細胞よりも屈折率が大きく,一方,マラリアに感染した細胞の屈折率は低くなることが知られている.本年度は,PDMSを用いて細胞を模擬し,スクロースを溶解したイオン交換水との屈折率差をエバネッセント波照射によるPDMS・溶液界面から発生する散乱光強度を撮像することにより,屈折率非侵襲センシング技術の確立を行った.エバネッセント波照射領域内に細胞を配置した場合,細胞・溶液界面において散乱光が発生する.散乱光の強度は,両物質間の屈折率差に依存するため,散乱光強度による屈折率差計測の可能性が考えられる.本研究では,屈折率差計測手法の確立に向け,屈折率差を有する二物質界面を作製し,散乱光強度の計測を行った.対象とする場は石英ガラス及びPDMS製マイクロ流路内におけるPDMS・溶液界面であり,流路底面からエバネッセント波を照射して散乱光を発生させた.流路内に満たす実験溶液の屈折率を調整することにより,PDMS(屈折率1.410)との所望の屈折率差を実現し,PDMS・溶液間の屈折率差と散乱光強度との定量的関係を把握した.PDMS・溶液間の屈折率差増大に伴い,界面における散乱光強度が二次関数的に増加することが確認された.散乱光強度に影響する因子として,流路壁面の性状,エバネッセント波の強度分布などが挙げられる.0.04以上の屈折率差を有する細胞・水界面の屈折率差計測による細胞状態判別の可能性が示された.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Near-Wall motion of caged fluorescent dye in microchannel flows obtained from evanescent wave molecular tagging2010

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Senga, Tsubasa Nakamura, Hiroki Fukumura, Mitsuhisa Ichiyanagi, Yohei Sato
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology Vol.5

      ページ: 192-206

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional spheroid forming lab-on-a-chip using micro-rotational flow2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Ota, Ryosuke Yamamoto, Koji Deguchi, Yuta Tanaka, Yutaka Kazoe, Yohei Sato, Norihisa Miki
    • 雑誌名

      Sensors & Actuators, B : Chemical (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evanescent-wave/volume illuminated velocity measurements of transient eletrokinetically-driven flow with nonuniform wall electrostatic potential2010

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kazoe, Tsubasa Nakamura, Yohei Sato
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology (掲載確定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A technique for monitoring multiple signals with a combination of prism-based total internal reflection fluorescence microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Adachi, Yutaka Kazoe, Yohei Sato, Yuko Suzuki, Tetsumei Urano, Takehiko Ueyama, Naoaki Saito, Viacheslav O.Nikolaev, Martin J.Lohse, Makoto Tominaga, Hideo Mogami
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv-European Journal of Physiology 459

      ページ: 227-234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence imaging technique of surface electrostatic potential using evanescent wave illumination2009

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kazoe, Shu Miyakawa, Norihisa Miki, Yohei Sato
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 95

      ページ: 234104 01-04

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノ・マイクロ熱流動センシングの最前線2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋平, 嘉副裕
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2009-11-08
  • [学会発表] 高時空間分解能を有する繰り返し計測によるマイクロ化学リアクタ内速度計測2009

    • 著者名/発表者名
      飯野雅勇, 嘉副裕, 佐藤洋平
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      2009-11-08
  • [学会発表] Three dimensional spheroids formation platform using micro-rotation flow2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ota, K.Deguchi, R.Yamamoto, Y.Kazoe, K.Hishida, Y.Sato, N.Miki
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2009
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2009-11-03
  • [学会発表] 2色ナノLIFによる固液界面電位・表面修飾分布同時センシング2009

    • 著者名/発表者名
      佐藤洋平, 嘉副裕
    • 学会等名
      可視化情報学会全国講演会
    • 発表場所
      山形大学(米沢市)
    • 年月日
      2009-10-24
  • [学会発表] マイクロチャネル流ラマン分光流速計の開発2009

    • 著者名/発表者名
      古川朋裕, 高橋基之, 佐藤洋平
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東洋大学(東京都)
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] 二溶液混合場における壁面ゼータ電位および電気浸透流速度の同時計測2009

    • 著者名/発表者名
      田中雄太, 宮川修, 嘉副裕, 佐藤洋平
    • 学会等名
      第46回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)
    • 年月日
      2009-06-03

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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