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2013 年度 実績報告書

複層シェル構造金属ナノカップの生命科学分野への実用化応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 24681025
研究機関公益財団法人神奈川科学技術アカデミー

研究代表者

金 賢徹  公益財団法人神奈川科学技術アカデミー, オンチップ・セロミクスプロジェクト, 研究員 (70514107)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ機能材料 / 磁性構造体 / 細胞精製
研究概要

本研究は、新規開発した複層シェル構造金属微粒子を実用化利用するための橋渡し原理検討として細胞回収技術開発に焦点を絞り、磁性粒子回収技術と粒径依存フィルタ分画技術の特長を組み合わせた、目的細胞を迅速・簡便に選択回収可能な細胞回収技術の開発を目的としている。
研究第2年度目の目標としては、研究第1年度目で開発した超常磁性カップを用いて、実際にカップ内部空間へ細胞を捕獲する原理検証を行うことを目的とし、具体的には、①細胞培養条件下で安定に使用可能な、実用的な組成の超常磁性カップの作製、②細胞回収を想定した超常磁性カップ内部への分子固定条件の検討、③超常磁性カップを用いたモデルビーズや株化細胞の回収実験の推進を目標とした。
研究推進の結果、研究項目①では、Ni薄膜とSiO2薄膜をNiが1層あたり3nm以下、SiO2が1層あたり15nm以下となるよう、かつNi層数が3以上となるよう交互に積層させた超常磁性カップを用いることにより、一般的な細胞培養液中でも溶解等することなく安定でかつ超常磁性を保持したまま利用可能であることを明らかにした。研究項目②では、カップ内部に合成DNAを固定化する際、固定化される分子密度がカップ凹面曲率に依存し、特にカップ内部に分子を高密度固定化するためには、カップ側面への分子固定化密度が大きく寄与することを明らかにした。研究項目③では、細胞と同程度(直径10ミクロン)のビーズや培養細胞を回収標的として様々な直径の超常磁性カップで回収実験を行った結果、回収標的直径以下のカップでは全く標的が回収されず、標的直径よりカップが大きくなると徐々に回収率が向上することから、カップが厳密なサイズフィルタとして機能することを明らかにした。
以上の通り、研究第2年度目では当初目標の達成に成功し、これまで得られた成果については招待講演含む学会発表および2報の論文として発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

第2年度目の研究目標であった①細胞培養条件下で安定に使用可能な超常磁性カップの作製、②細胞回収を想定した超常磁性カップ内部への分子固定条件の検討、③超常磁性カップを用いたモデルビーズや株化細胞の回収実験の推進、の全てについて開発に成功し、得られた成果を国際会議や論文にて発表することができたため、研究は順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

第2年度目の研究では、目標を予定通り達成することができたため、第3年度目以降も研究計画通り、超常磁性カップを用いて目的の細胞を選択的に回収するための技術開発を推進する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] DNA Hybridization Efficiency on Concave Surface Nano-Structure in Hemispherical Janus Nanocups2014

    • 著者名/発表者名
      Hyonchol Kim, Hideyuki Terazono, Hiroyuki Takei, Kenji Yasuda
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 ページ: 1272-1280

    • DOI

      10.1021/la403557g

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Multilayered Superparamagnetic Particles Based on Sequential Thermal Deposition Method2014

    • 著者名/発表者名
      Hyonchol Kim, Hideyuki Terazono, Hiroyuki Takei, Kenji Yasuda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] 金ナノ粒子標識とFE-SEM計数計測を組み合わせた生体分子高感度検出法の開発

    • 著者名/発表者名
      金 賢徹、竹井 弘之、寺薗 英之、安田 賢二
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪府)
  • [学会発表] Fabrication of Superparamagnetic Metal Cups for Size-Selective Cell Collection

    • 著者名/発表者名
      金 賢徹、寺薗 英之、竹井 弘之、安田 賢二
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
  • [学会発表] Fabrication of Cup-Shaped Superparamagnetic Metal Hemispheres for Size-Selective Target Cell Collection

    • 著者名/発表者名
      金 賢徹、寺薗 英之、竹井 弘之、安田 賢二
    • 学会等名
      26th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2013)
    • 発表場所
      ロイトン札幌(北海道)
  • [学会発表] Nano-Cups : Fabrication and Application of Cup-Shaped Functional Nano-Particles forCell Biology

    • 著者名/発表者名
      金 賢徹、寺薗 英之、竹井 弘之、安田 賢二
    • 学会等名
      1st International Symposium on Nanoparticles/Nanomaterials and Applications
    • 発表場所
      Hotel Costa da Caparica(ポルトガル)
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of Cup-Shaped Superparamagnetic Hemispheres for Size- Selective Cell Purification

    • 著者名/発表者名
      金 賢徹、寺薗 英之、竹井 弘之、安田 賢二
    • 学会等名
      American Biophysical Society 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      San Francisco Moscone Center(アメリカ)

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公開日: 2015-05-28  

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