Electrophysiological chemical sensor by using a electrorotation method of cells

利用细胞电旋转法的电生理化学传感器

• 批准号: 18H05993
• 负责人: 鈴木 雅登
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-08-24 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05993/
• 关键词: 電気回転; 分化誘導; 細胞膜受容体; 遺伝子導入; ケミカルセンサ―; マイクロ電極; 電気生理

本研究では細胞膜受容体への低分子の結合により誘発される膜電位の変化を,細胞の電気回転現象により捉え，低分子を迅速・簡便に検出する新規な電気生理分析手法の実現を目的にする．本年度は細胞の膜電位変化と電気回転現象を紐づけるために，単一細胞を捕捉させるマイクロウエル底面に４電極を有する電極デバイスを作製したマイクロウエルへ細胞を選択的に導入させるために正の誘電泳動を利用した．デバイス近傍に存在する細胞の中から特定の細胞のみをマイクロウエルへ誘導し電気回転計測を行う．４電極デバイスの30μm上方に対向電極を配置させ，上下の電極基板への交流電圧の印加によって細胞がマイクロウエルに選択的に捕捉されることが確認できた．次に本デバイスによって分化誘導に伴う細胞の変化の検出を行った．白血病細胞株の１つであるK562細胞を酪酸ナトリウムによって赤芽球系細胞へ分化させ，分化誘導の日数に伴う回転速度の変化を計測した．分化初日のK562細胞に対して交流電圧（300 kHz, 2 Vpp）の印加により3.7 rounds/secの回転が観察された．分化誘導7日後では回転速度が5.8 rounds/secとなり有意に増加した．赤芽球への分化マーカの１つであるCD235aを免疫染色した結果，分化初日では蛍光が観察されなかったが，分化7日後のK562細胞において蛍光が観察され赤芽球系細胞への分化が確認された．以上より，本デバイスを用いて分化に伴う細胞の変化を回転速度の観察という非侵襲的な方法で検出できることが明らかになった．最後に細胞膜受容体の１つであるβ2アドレナリン受容体を強制発現させたHEK293T細胞を用いて同様の実験を行った．その結果，遺伝子導入によって回転速度の増加が観察された．これらの回転速度の変化と細胞膜容量の関連を解明するためにパッチクランプ計測や単一細胞中の遺伝子発現解析を進めている．

The purpose of this study is to develop a new electrophysiological analysis method for detecting the binding of low molecular weight molecules to cell membrane receptors, to induce the change of membrane potential, and to detect the phenomenon of cell electrical cycling. This year, cell membrane potential changes and electromigration phenomena are introduced into the cells. 4. The electrode is arranged in the opposite direction above 30μm of the electrode substrate, and the AC voltage is applied to the upper and lower electrode substrates. The cell differentiation induced by this gene is accompanied by cell transformation and differentiation. Leukemia cell line K562 cells were induced to differentiate by butyric acid, and the number of days of differentiation induction accompanied by the rate of reversion was measured. K562 cells at the beginning of differentiation were observed in response to an alternating current voltage (300 kHz, 2 Vpp) of 3.7 rounds/sec. After 7 days of differentiation induction, the recovery rate was 5.8 rounds/sec. CD235a immunostaining was performed on K562 cells 7 days after differentiation. The above is a description of the method used to detect the differentiation of cells, the speed of cell transformation, and the non-invasive method. Finally, the receptor of cell membrane was induced by stress, and HEK293T cells were used in the same way. As a result of this, the speed of the return process is increasing and the detection is increasing. The relationship between cell membrane capacity and the rate of reversion was studied.

项目成果

バイオLSIを用いた化学物質のゼブラフィッシュ胚の呼吸に与える影響の評価

使用生物LSI评估化学品对斑马鱼胚胎呼吸的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 長谷川舞;岡本 航;橋本 諒;小野沢博登;河野光智;岩﨑正之;小松晃之;寺尾和輝，鈴木雅登，國方亮太，須田篤史，井上（安田）久美，伊野浩介，末永智一，安川智之
• 通讯作者: 寺尾和輝，鈴木雅登，國方亮太，須田篤史，井上（安田）久美，伊野浩介，末永智一，安川智之

Rapid formation of cell arrays and collection of single target cells based on dielectrophoretic manipulation

基于介电泳操作快速形成细胞阵列并收集单个靶细胞

• 发表时间: 2018
• 作者: Tomoyuki Yasukawa;Fumio Mizutani;Masato Suzuki
• 通讯作者: Masato Suzuki

アプタマー修飾微粒子の誘電泳動挙動とBF分離不要なセンサへの応用

适体修饰颗粒的介电泳行为及其在无需 BF 分离的传感器中的应用

• 发表时间: 2018
• 作者: Tomoyuki Yasukawa;Fumio Mizutani;Masato Suzuki;安川智之，岡崎 仁，鈴木雅登
• 通讯作者: 安川智之，岡崎 仁，鈴木雅登

誘電泳動・電気回転による迅速で簡便なバイオ分析法の開発

利用介电泳和电旋转开发快速、简单的生物分析方法

• 发表时间: 2018
• 作者: 岡本 航;遠藤千尋;船木亮佑;森田能次;小松晃之;安川智之，鈴木雅登
• 通讯作者: 安川智之，鈴木雅登

誘電泳動による細胞アレイの形成，機能評価および標的細胞の選択的回収

细胞阵列的形成、功能评估以及通过介电泳选择性回收靶细胞

• 发表时间: 2019
• 作者: 樋渡侑樹;岡本 航;橋本 諒;小野沢博登;河野光智;岩﨑正之;森田能次;小松晃之;波多美咲，鈴木雅登，安川智之
• 通讯作者: 波多美咲，鈴木雅登，安川智之