細胞の持つ優れた分子選択能力を活用したバイオセンサー型クロマトグラフィの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11875063
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 荒木 勉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 守 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (70237949)
• Keywords: マイクロセンサ / 細胞センサ / キャピラリー電気泳動 / 蛍光 / 局所環境モニタリング

Research Abstract

細胞の環境感知能力と光学的手法による情報・収集技法を併用した生物マイクロセンサー方式のキャピラリー電気泳動システムの開発を目的としている。細胞に薬物や環境汚染物質などの刺激が加わるとミトコンドリア膜電位が変化したり、細胞質にカルシウムが放出されることに着目した。具体的には、細胞刺激物質の検出をCaを指標にして行う。センサー細胞として前年度には酵母菌を用い、Ca指示蛍光色素であるFluo-3で染色したが、キャピラリー両端にかかる電界(約150V/cm)によって蛍光強度が漸減するため、応用性に問題があった。そこで今年度は2波長励起による比測定法を採用した。そのための専用の顕微蛍光測光システムを製作した。センサー細胞には人の白血球を用いた。全血より白血球を分離し、Ca指示色素Fura-2で染色する。細胞を長さ31cm,内径25μmのガラス管(キャピラリー)内の中央付近に付着させ、キャピラリー両端に2-10kVの直流電圧をかける。はじめに蛍光強度の電界依存性を調査したが、印加電圧が4.5kVまでは影響がなかった。次にサンプル槽にアセチルコリンを注入すると、4.5kVの電圧ではアセチルコリンが約7分かかって細胞まで到達し、細胞を刺激する。これによって細胞内Caが上昇して、蛍光信号が得られた。その際、2波長情報からCa濃度が定量できた。さらにMgイオンについても、その検出のためにMag-fura-2の染色を試みた。以上の結果より、細胞をセンサーチップとした新しい電気泳動システムが実現可能であることがわかった。これらの結果を日本機械学会にて発表した。

Research Products

• [Publications] 古本政嗣,佐藤達也,橋本守,安井武史,荒木勉: "蛍光標識された細胞をセンサーとしたキャピラリー電気泳動システム"日本機械学会第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. No.00-35. 20-21 (2001)
• [Publications] 佐藤達也,橋本守,安井武史,荒木勉: "単一細胞の生理反応をセンサープローブとしたキャピラリー電気泳動システム"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集(II). No.00-1. 267-268 (2000)