ハイブリッド型光駆動アクチュエータを用いた超高速単一細胞解析

使用混合光驱动执行器进行超快速单细胞分析

• 批准号: 21J14498
• 负责人: 小池 優巴
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14498/
• 关键词: ゲルアクチュエータ; フォトクロミック; 細胞操作; 微細操作; 単一細胞操作

1. 高速型ゲルアクチュエータの検討について膨張速度の改善を目的としフォトクロミック材料を用いたマイクロアクチュエータの作製を行った。アクチュエータの材料には、光異性化分子であるアゾベンゼンを用いた。アゾベンゼンは異なる波長の光を照射することで分子構造が可逆的に変化することができる。その分子構造の反応速度は数ピコ秒と非常に高速であり、アゾベンゼンの光異性化により高分子全体が変形する。この変形をアクチュエータの変位として利用する。調整する光応答性高分子ゲルは高分子網目と有機溶媒によって構成される。モノマーに6FDA (4,4’-(Hexafluoroisopropylidene) diphthalicAnhydride) と、アゾベンゼンを分子構造に持つDAA (4,4’-Diaminoazobenzene)を用いる．有機溶媒にはDMF を使用する。これらに架橋剤のTAPB を添加して高分子ゲルを調製する。作製したゲルアクチュエータに430nmの光を照射することでアクチュエータは収縮し、反対に520nmの光を照射することによってアクチュエータが膨張することを確認した。収縮には約60秒、膨張には約70秒を要し、繰り返し変形できることを確認した。2. 集積型ゲルアクチュエータを用いた細胞操作についてマイクロ流体デバイス内で細胞操作を行うために、流れの制御を目的として光駆動型のゲルアクチュエータを十字型に設計し集積化を行った。十字型のアクチュエータの利点として、マイクロ流体デバイス内の流体抵抗を局所的に変更し、流れを操作・制御できることが挙げられる。また、4つの十字型アクチュエータを組み合わせることで1つの細胞を補足可能なチャンバーを作製することができる。実際にこの十字型光駆動ゲルアクチュエータを用いて単一細胞の搬送および補足操作を実現した。

1. The purpose of improving the expansion speed of high-speed materials is to improve the operation of high-speed materials The material is optically anisotropic. The molecular structure is reversible when irradiated with light of different wavelengths. The reaction speed of the molecular structure varies from a few seconds to a very high speed. This is the first time I've ever seen you. Adjust the composition of photoreactive polymers and organic solvents. 6FDA (4,4'-(Hexafluoroisopropylidene) phthalicAnhydride) and DAA (4,4'-Diaminoazobenzene) are used in molecular structure. DMF is used as an organic solvent. The polymer was added to the bridge. To control the expansion of light at 430nm and 520nm. About 60 seconds for contraction, about 70 seconds for expansion, and about 70 seconds for confirmation. 2. The aggregation type is designed for cell manipulation, fluid manipulation, and flow control. The optical dynamic type is designed for aggregation. The fluid resistance in the cross-shaped fluid is controlled by the fluid resistance. 4. Cross type: 1. Cell type: 1. Complement type: 2. In fact, the cross-shaped optical motion is used to realize the transfer and compensation operation of a cell.

项目成果

集積型ゲルアクチュエータを用いた単一細胞搬送・捕捉操作の並列化

使用集成凝胶执行器并行化单细胞运输和捕获操作

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木康太;河上哲生;小木曽哲;坂田周平;王令薇;小池 優巴
• 通讯作者: 小池 優巴

Flow Control toward Parallel Cell Manipulations by Using Integrated Gel Actuators

使用集成凝胶致动器进行并行细胞操作的流量控制

• 发表时间: 2021
• 作者: 末岡茂;河上哲生;鈴木康太;山崎あゆ;鏡味沙耶;長田充弘;横山立憲;田上高広;王令薇;Yuha Koike
• 通讯作者: Yuha Koike

集積型光駆動ゲルアクチュエータを用いた単一細胞の搬送・捕捉操作

使用集成光驱动凝胶执行器进行单细胞运输和捕获操作

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木康太;河上哲生;坂田周平;王令薇;小池 優巴
• 通讯作者: 小池 優巴

On-chip single-cell manipulations based on a flow control by using integrated light-driven gel actuators

使用集成光驱动凝胶执行器进行基于流量控制的片上单细胞操作

• 发表时间: 2022
• 作者: ◯Yutaka Terayama;Panart Khajornrungruang;Keisuke Suzuki;Shotaro Kutomi;Satomi Hamada;Yutaka Wada;Hirokuni Hiyama;Yuha Koike
• 通讯作者: Yuha Koike

Real-time irradiation system using patterned light to actuate light-driven on-chip gel actuators

使用图案光来驱动光驱动片上凝胶执行器的实时照射系统

• DOI: 10.1186/s40648-022-00220-0
• 发表时间: 2022
• 期刊: ROBOMECH Journal
• 影响因子: 1.4
• 作者: Koike Yuha;Kodera Shunnosuke;Yokoyama Yoshiyuki;Hayakawa Takeshi
• 通讯作者: Hayakawa Takeshi