機能性磁気センサの細胞内操作と局所環境計測

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15F15757
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新井 史人 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90221051)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): WU LEI 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2015-10-09 – 2018-03-31
• Keywords: マイクロ・ナノデバイス / 超精密計測 / ナノバイオ / 機械力学・制御 / バイオ関連機器

Outline of Annual Research Achievements

これまで，細胞懸濁液から細胞を効率よく広げ，目的とする細胞のみをサイズ分画を利用して生きたまま分離・回収するオープンチップ細胞分離技術を確立し，新方式セルソーティングを提案してきた．そこで，まず，サイズ分画をアシストするために，ターゲット細胞に特異的に反応する抗体を修飾したアフィニティーカラム型オープンチップ細胞分離方法に関して調査した．次に，ターゲット細胞に特異的に反応する抗体（腫瘍細胞の場合EpCAM:上皮細胞接着分子）をチップ上に配置したマイクロポスト表面に修飾し，抗体カラムとサイズ分画を併用した細胞分離チップを設計した．マイクロポストを配置した細胞分離チップの作製には，レーザー描画装置，マスクアライナ，ドライエッチング装置，電鋳装置等，微細加工に必要となる設備を利用して製作した．マイクロポスト表面への抗体修飾は，クリーンベンチ，真空乾燥装置，超純水発生装置等を用いて，化学修飾した．また，分離中の流体制御に必要な，システムの構築とインタフェースの構築を行い，細胞分離チップを製作して細胞を補足するための基礎実験を行った．また，分離した細胞をピペットで吸引して確実に回収するための方法論について検討し，システム設計を行った．
さらに，回収した細胞を培養して，機能性磁気センサを細胞内に導入し，細胞内の局所環境計測を行うための方法論の提案を行った．機能性磁気センサは近赤外線加熱によって細胞内に数秒でインジェクションできるもので，温度感受性のある蛍光試薬を導入することで温度計測を可能とするものである．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

細胞分離に関しては，アフィニティーカラム型オープンチップ細胞分離方法の有効性を実証するため，実際に細胞分離チップを製作して細胞を補足するための基礎実験を行った．今後，細胞分離の成果が見込める．また，回収した細胞を培養して，機能性磁気センサを細胞内に導入し，細胞内の局所環境計測を行うための方法論の提案を行った．基礎実験を進めており，おおむね順調に進捗している．

Strategy for Future Research Activity

引き続き，アフィニティーカラム型オープンチップ細胞分離方法の有効性を検証していく．
また，機能性磁気センサの細胞内導入にむけて，機能性磁気センサの表面電荷を制御することで，操作性を向上する方式を検討する．このセンサを利用して細胞内の温度計測を試みる．