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2020 Fiscal Year Annual Research Report

誘電泳動を駆使した循環腫瘍細胞検出システムの実用化にむけた基盤技術の開発

Research Project

Project/Area Number 17H04704
Research InstitutionKure National College of Technology

Principal Investigator

江口 正徳  呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (60613594)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords計測工学 / 誘電泳動 / 癌
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,血液中の循環腫瘍細胞の高感度検出可能な装置の実現に向けて基盤技術の確立を目指している.令和2年度は単一細胞レベルでの電気的特性の違いによる細胞判別手法を確立するための下記の研究を遂行し,開発した絶縁体ベース誘電泳動デバイスの有用性を明らかにした.
(1) 細胞特性測定のための絶縁体ベース誘電デバイスの製作及び最適化
絶縁体ベース誘電泳動デバイスは,正・負いずれの符号の誘電泳動特性を測定することが可能であり,さらには,通常の誘電泳動デバイスよりも広帯域(低周波帯)での特性測定が可能,周波数掃引により誘電泳動特性を高速に測定可能といった特徴を有する.絶縁体として厚膜レジスト(SU-8およびmr-DWL)を採用し,絶縁体中心線上で一様な誘電泳動力が発生する絶縁体形状を設計し,電磁界解析によりその設計指針を確立した.
(2) 単離した循環腫瘍細胞の誘電特性に基づいた移動速度測定
(1)で試作したデバイスを用いて,マイクロ粒子およびヒト胎児腎細胞293 (Human Embryonic Kidney cells 293:HEK293細胞)を用いた誘電泳動特性測定実験を行い,電磁界解析による電界分布と比較し,一致することを確認した.移動するマイクロ粒子等の移動速度を動画像解析により,自動測定することでハイスループット化を図った. また,誘電泳動と抗原抗体反応を融合した循環腫瘍細胞の単離法を提案し,HEK293細胞および抗CD9抗体を固定化した磁気ビーズ(Streptavidin magnetic beads)を用いた実験を行い,高感度かつ高速単離の実現性を評価した.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Performance of Ag-Ag2S core-shell nanoparticle-based random network reservoir computing device2021

    • Author(s)
      Hadiyawarman、Usami Yuki、Kotooka Takumi、Azhari Saman、Eguchi Masanori、Tanaka Hirofumi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Pages: SCCF02~SCCF02

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abe206

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電界結合方式を用いた非接触給電型誘電泳動デバイス2021

    • Author(s)
      堀越悠斗, 藤井蒼太, 氷室貴大, 江口正徳, 山川烈
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] Creek-gap型絶縁体を有する絶縁体ベース誘電泳動デバイスの開発2021

    • Author(s)
      中林龍, 松村浩太朗, 氷室貴大, 江口正徳
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] DNAが架橋した先端鋭利型電極の電気的特性解析2021

    • Author(s)
      奥清明, 西林寛大, 氷室貴大, 江口正徳
    • Organizer
      2021年電子情報通信学会総合大会
  • [Presentation] Evaluation of Electrode Design of a Microfluidic Impedance Biosensor for DNase Assay2021

    • Author(s)
      Kanta Nishibayashi, Seimei Oku , Takahiro Himuro and Masanori Eguchi
    • Organizer
      International Symposium on Advances in Technology Education 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 誘電泳動現象を用いた生体細胞単離法に関する研究2021

    • Author(s)
      中岡 佑輔, 岡田 麻美, 梶谷 直人, 江口 正徳
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第43回研究会
  • [Presentation] 生体細胞の誘電特性測定を目指した絶縁体ベース誘電泳動デバイスの設計2021

    • Author(s)
      中林 龍, 江口 正徳
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第43回研究会
  • [Presentation] 4重極型キャピラリー誘電泳動デバイスによる細胞分離2020

    • Author(s)
      大地 健吾, 多田 茂, 江口 正徳
    • Organizer
      日本機械学会年次大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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