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2011 年度 実績報告書

DNA機能化マイクロゲル構造体によるセルフアセンブリ

研究課題

研究課題/領域番号 22651049
研究機関東京大学

研究代表者

尾上 弘晃  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (30548681)

研究分担者 瀧ノ上 正浩  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (20511249)
キーワードマイクロナノデバイス / Self-assembly / DNA / ソフトマテリアル / ハイドロゲル / ヤヌス粒子 / 遠心力 / ナノマシン
研究概要

(1)マルチバレル管の導入による区画化されたハイドロゲルビーズの構築
セルフアセンブリするハイドロゲルユニットに異方性や選択特異性を持たせるために,ビーズ内部および表面に異種類の材料を区画化して配置することに成功した.具体的には,ガラスキャピラリーを複数種類(3つ,4つ,6つなど)束ねたマルチバレル管を用い,それぞれのキャピラリーに異なる材料(異なる蛍光波長を持つ)ナノビーズを封入し,最大6区画までビーズ内に非対称的な材料の配置を行うことに成功した.この成果は,材料科学・工学で最も権威のある国際誌であるAdvanced Materialsに掲載され,またマイクロ加工と化学システムの国際会議である,microTASにおいても口頭発表に採択された.
(2)ヤヌスゲルによる磁気ビーズと細胞の同時封入の実現
区画化技術の応用として,いままで同時封入が難しかった磁気に応答するナノビーズと,生体材料の代表である細胞。(Jurkat)の同時封入に成功した.封入後に細胞の生死判定を行ったところ,90%の高い生存率で細胞が生きていることが判明した.これは,従来のゲルへの細胞封入に関する生存率を凌ぐ高い値であり,また同時に磁気ビーズという,いままで細胞との同時封入が難しかった材料との共在を実現できた.
(3)外部磁場による磁気ビーズ・細胞同時封入ゲルビーズのセルフアセンブリ
上記のビーズを溶液中で外部磁場内に置くことにより,ハイドロゲルマイクロビーズのセルフアセンブリを実現した.封入した磁気ビーズは外部磁場に応答し,ビーズ同士が磁場方向に一直線にならぶ「パールチェーン」構造が観察できた.これにより,遠心器を利用した新規のシステムによって作成された機能的なハイドロゲルビーズを,外部環境に応答する形で自己組織化されるという,当初の目的が達成された.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Controlled synthesis of 3D multi-compartmental particles with centrifuge-based microdroplet formation from a multi-barrelled capillary2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Maeda, Hiroaki Onoe, Masahiro Takin oue Shoji Takeuchi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: Vol.24 ページ: 1340

    • DOI

      DOI:10.1002/adma.201102560

    • 査読あり
  • [学会発表] DNAナノカプセル構築へ応用可能な遠心マイクロゲルビーズ作製法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      前田一輝, 尾上弘晃, 瀧ノ上正浩, 竹内昌治
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会(SSI2011)
    • 発表場所
      国立オリンピックセンター
    • 年月日
      2011-11-21
  • [学会発表] A Centrifuge-Based Droplet Shooting Device for the Synthesis of Multi-Compartmental Microspheres under Ultra-High Gravity2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Maeda, Masahiro Takinoue, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      Fifteenth International Conference on Miniturized Systems for Chemistry and Life Science (microTAS)
    • 発表場所
      Seatle, USA
    • 年月日
      2011-10-01
  • [学会発表] 遠心機を用いたマイクロゲルビーズ生成法2011

    • 著者名/発表者名
      前田一輝,尾上弘晃,瀧ノ上正浩,竹内昌治
    • 学会等名
      バイオ・マイクロシステム研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-06-30
  • [学会発表] DNAマイクロカプセルのためのマイクロゲルビーズ作製法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      前田一輝,尾上弘晃,瀧ノ上正浩,竹内昌治
    • 学会等名
      分子ロボティクス研究会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] 遠心器を利用した-細胞封入ゲルの作成2011

    • 著者名/発表者名
      稲森貴一, 尾上弘晃, 瀧ノ上正浩, 竹内昌治
    • 学会等名
      第11回東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-06-04

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公開日: 2013-06-26  

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