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2013 年度 実績報告書

高速共焦点マイクロ流動計測法を用いた血管内皮細胞分泌物の輸送現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25289028
研究種目

基盤研究(B)

研究機関東京大学

研究代表者

杉井 康彦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90345108)

研究分担者 菱田 公一  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
茂木 克雄  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (20610950)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオ流体力学 / 血流 / 血管内皮細胞 / 流体計測
研究概要

血管内皮細胞表面を覆っているグリコカッリクスの機能の解明のため、以下の研究を行った。
○高速共焦点顕微鏡を用いた高時空間分解のマイクロLIF法の開発
共同利用装置である高速共焦点顕微鏡の光学系および蛍光染料やスキャン間隔などの最適化を行い細胞分泌物質の濃度分布の可視化計測法を開発した。マイクロ流路内で培養した血管内皮細胞内に流入するCa2+を細胞膜近傍の濃度分布から推定するために、細胞の蛍光染色方法や計測装置の光学系の最適化をはかった。
○高速共焦点マイクロPIV法の高度化
血管内皮細胞近傍の速度場計測のため、共同利用装置である高速共焦点スキャナ、高感度高速度カメラからなる高速共焦点マイクロPIV法の改良を行った。高NAの水浸対物レンズおよび粒径100nmの蛍光粒子を用いて被写界深度を0.5μm程度になり、空間解像度と計測精度が向上した。特に、細胞への粒子の付着を避けるため、粒子へのPEG修飾を検討した。対物レンズに取り付けたピエゾアクチュエータを走査させ、細胞表面近傍の3次元空間の速度分布を求めた。

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

高速共焦点顕微鏡を用いた高時空間分解のマイクロLIF法の開発し、血管内皮細胞内のCa2+の濃度分布、および血管内皮細胞表面を覆っているグリコカッリクス近傍の速度分布計測法が開発できており、計画通り順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後、グリコカリックスの位置・厚さの計測法を開発し、グリコカッリクス近傍の速度分布と分細胞分泌物との関係を調べていく。

次年度の研究費の使用計画

次年度使用額は97万ほどであり、これが生じた理由は、当初の計画では旅費を160万計上していたが、計画していた海外で開催される研究集会への参加を取りやめたため、旅費および研究集会の参加登録料が不要になった。さらに、共同利用装置の利用を効率的に行うことができたため、装置利用料が計画より少なく済んだためである。
マイクロ流路の作成や細胞の培養ための消耗品および装置利用料や研究集会での発表のための旅費に使用する計画である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 血管内皮細胞近傍の流動の高解像度計測法2013

    • 著者名/発表者名
      114. 杉井 康彦
    • 学会等名
      日本機械学会 2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山県、岡山大学
    • 年月日
      20130908-20130911
    • 招待講演
  • [学会発表] High Resolution Velocity Measurement around the Surface of Endothelial Cells by Confocal Particle Image Velocimetry2013

    • 著者名/発表者名
      N. Kanetaka, T. Mukouyama, K. Mogi, Y. Sugii, K. Hishida
    • 学会等名
      7th Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      20130829-20130831
  • [学会発表] 共焦点マイクロPIVを用いた血管内皮細胞近傍の速度分布計測法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      向山 卓哉,杉井 康彦,菱田 公一
    • 学会等名
      第41回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      東京都、工学院大学
    • 年月日
      20130716-20130717
  • [学会発表] Measurement of Three-Dimensional Velocity upon Endothelial Cells Utilizing Confocal Micro-PIV2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugii, T. Mukouyama, K. Hishida
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Particle Image Velocimetry
    • 発表場所
      Delft, Netherlands
    • 年月日
      20130701-20130703
  • [学会発表] 共焦点マイクロPIV/LIF 法を用いた血管内皮細胞,周りの速度・濃度分布計測法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      兼高 紀香,向山 卓哉,杉井 康彦,菱田 公一
    • 学会等名
      第50回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      宮城県、ウェスティンホテル仙台およびトラストシティカンファレンス・仙台
    • 年月日
      20130529-20130531

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公開日: 2015-05-28  

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