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2015 年度 実績報告書

プラズマ オン チップ

研究課題

研究課題/領域番号 26600130
研究機関豊田工業大学

研究代表者

熊谷 慎也  豊田工業大学, 工学部, 准教授 (70333888)

研究分担者 佐々木 実  豊田工業大学, 工学部, 教授 (70282100)
Jeong JongHyeon  豊田工業大学, 工学部, 研究員 (90728114)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードプラズマ医療 / 低温大気圧プラズマ / 細胞 / MEMS
研究実績の概要

患者に低温大気圧プラズマを照射することで、皮膚疾患などで症状の改善を目的とした研究が報告されている。「プラズマ医療」と呼ばれる分野である。従来のプラズマ医療は、皮膚疾患・外傷治療を目的とした、広い領域への処置であった。プラズマと生体組織の反応を制御するためには細胞1個のレベルでの反応の理解が必要である。本研究ではマイクロ電気機械システム(Micro Electro Mechanical Systems: MEMS)技術を駆使し、1細胞よりも小さな領域へのプラズマを照射することが出来るマイクロデバイス「プラズマ オン チップ」を作製する。そのプラズマ オン チップを用いて、プラズマ照射した際の細胞の応答反応を調べる。そして、細胞の応答反応の理解に基づいて、細胞の活性状態や細胞の分化を制御することを目的としている。

2015年度は、まず、前年度までに試作したプラズマ オン チップの改良を進めた。プラズマ生成部のマイクロ電極構造を改良することで、デバイスの連続運転時間の5倍以上に延長することが出来た。続いて、生体試料として、酵母を用いて、プラズマ照射実験を行った。しかしながら、プラズマ照射後の酵母には、外見上の大きな変化は見られなかった。前年度の実験では、プラズマ照射によってChlorella細胞が発する蛍光の強度が減少したことを考えると、酵母はプラズマ照射に対する耐性があると考えられる。

本研究の期間では、1細胞にプラズマを照射することができる「プラズマ オン チップ」の開発と生体細胞試料に対するプラズマ照射を行った。本手法は、プラズマと細胞の相互作用を直接的に理解する情報を生み出すものといえる。今後の一層の発展が期待できる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] terraplasma, GmbH(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      terraplasma, GmbH
  • [雑誌論文] Development of plasma-on-chip: Plasma treatment for individual cells cultured in media2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kumagai, C.-Y. Chang, J.-H. Jeong, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 ページ: 01AF01

    • DOI

      http://doi.org/10.7567/JJAP.55.01AF01

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasma-on-chip device for stable irradiation of cells cultured in media with a low-temperature atmospheric pressure plasma2016

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, C.-Y. Chang, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      doi:10.1016/j.abb.2016.04.001

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Measurement of Reactive Species for the Development of Plasma-on-Chip2016

    • 著者名/発表者名
      J.-S. Oh, S. Kojima, A. Hatta, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 学会等名
      2016年春季応用物理学会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都・目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Plasma-on-chip: Plasma-on-Chip: Evidence of Reactive Species Through Through-Holes2016

    • 著者名/発表者名
      J.-S. Oh, S. Kojima, A. Hatta, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 学会等名
      ISPlasma 2016/IC-PLANTS 2016
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma-on-chip device for analyzing interactions between plasma gas and individual cells2015

    • 著者名/発表者名
      C.-Y. Chang, J.-H. Jeong, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Irradiating cells cultured in microwells with low-temperature atmospheric pressure plasma2015

    • 著者名/発表者名
      C.-Y. Chang, J.-H. Jeong, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 学会等名
      he 10th Asian-Europian International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2015)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-09-20 – 2015-09-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma-on-Chip for Treatment of Individual Cells Cultured in Medium2015

    • 著者名/発表者名
      C.-Y. Chang, J.-H. Jeong, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki, S. Kumagai
    • 学会等名
      2015年秋季応用物理学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場 (愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [備考] 豊田工業大学 マイクロメカトロニクス 研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.toyota-ti.ac.jp/mems/index.htm

  • [備考] 豊田工業大学 研究者 一覧 マイクロメカトロニクス研究室 准教授 熊谷慎也

    • URL

      http://ttiweb.toyota-ti.ac.jp/public/user.php

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公開日: 2017-01-06  

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