Development and application of a novel capillary chromatography system utilizing vital reaction of a single cell

利用单细胞生命反应的新型毛细管色谱系统的开发与应用

基本信息

  • 批准号:
    13480294
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have proposed a biosensor chromatography system in conjunction with a capillary electrophoresis (CE) chromatography and a living cell to monitor the cellular environment. As the sensor cell for bio-CE system, Saccharomyces cerevisiae (SC) was used, SC was stained with rhodamine 123 (Rhl23) that is sensitive to electric potential of the mitochondria membrane. The cell was enveloped inside the capillary, and resultant Rh123 fluorescence image was measured with a fluorescence microscope and a CCD system.In order to avoid unwanted electric field of 5 kV to the sensor cell, a micro-crack that works as the electric by-pass is attractive. To make the by-pass, micro-processing by a femtosecond (fs) laser was applied We have achieved to hole the glass wall of the capillary tube with a few micrometer in diameter, however the processing has not completed yet because of lack of the precision for the laser beam focusing inside the small wall. Further trial is required to succeed in the production of the micro hole. When the pulsed light from the fs laser is irradiated to the biological tissue, second harmonic generation light (SHG light) is induced. Based on this phenomenon, we have constructed a polarization SHG light detection system. We found that orientation of the collagen fiber has been informed by the SHG light.As another trial of the cell sensor system, we have utilized a Paramecium caudatum as the sensor cell to monitor the water pollution based on the analysis of the cell moving profile in a micro-chamber. The paramecium cell showed characteristic moving profiles due to the pollutant such as heavy metal ions and acid. We have also studied the emission characteristics of a white light emitting diode to evaluate applicability to the compact light source in the present sensor system.
我们提出了一种生物传感器色谱系统,结合毛细管电泳(CE)色谱和活细胞来监测细胞环境。以酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae,SC)为传感细胞,用对线粒体膜电位敏感的罗丹明123(Rhl23)对SC进行染色。为了避免5 kV的电场对传感器细胞的干扰,在传感器表面设计了一个微裂纹作为电旁路,并利用荧光显微镜和CCD系统测量了Rh123荧光图像。为了制造旁路,应用了飞秒(fs)激光的微加工我们已经实现了在直径几微米的毛细管玻璃壁上打孔,但由于激光束聚焦精度不够,加工尚未完成小壁内。需要进一步的试验才能成功地生产微孔。当来自fs激光器的脉冲光照射到生物组织时,感应出二次谐波产生光(SHG光)。基于这一现象,我们构建了一个偏振倍频光探测系统。作为细胞传感器系统的另一个尝试,我们利用草履虫作为传感细胞,通过对细胞在微腔中运动轮廓的分析,对水体污染进行了监测。草履虫细胞在重金属离子和酸等污染物的作用下呈现出特征性的运动轮廓。我们还研究了白色发光二极管的发射特性,以评估在本传感器系统中对紧凑光源的适用性。

项目成果

期刊论文数量(42)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
荒木 勉, 後藤 繁, 佐藤達也, 近森憲助: "ゾウリムシの遊泳と細胞蛍光を指標とした水質汚濁モニター試み"日本機械学会、関西支部第77期講演会、講演論文集. 1506 (2002)
Tsutomu Araki、Shigeru Goto、Tatsuya Sato、Kensuke Chikamori:“尝试使用草履虫游泳和细胞荧光作为指标来监测水污染”日本机械工程师学会第 77 届关西分会会议,会议记录 1506(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
佐藤達也, 近森憲助, 荒木勉: "細胞の活性を利用した環境モニタリングセンサに関する基礎研究"第14回バイオエンジニアリング講演会、講演論文集. No.02-04. 263-264 (2002)
Tatsuya Sato、Kensuke Chikamori、Tsutomu Araki:“利用细胞活性的环境监测传感器的基础研究”第 14 届生物工程会议,论文集第 263-264 号(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
荒木勉, 後藤繁, 佐藤達也, 近森憲助: "ゾウリムシの遊泳と細胞蛍光を指標とした水質汚濁モニター試み"日本機械学会、関西支部第77期講演会、講演論文集. (印刷中). (2002)
Tsutomu Araki、Shigeru Goto、Tatsuya Sato、Kensuke Chikamori:“以草履虫游泳和细胞荧光为指标的水污染监测试验”,日本机械工程学会关西分会第 77 届会议,讲座记录(2002 年出版)。 )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
島林啓太, 安井武史, 荒木 勉: "レーザエリプソメトリーを用いた細胞膜厚さのリアルタイム計測"日本機械学会第12回バイオエンジニアリング学術講演会・秋季セミナー講演論文集. 139-140 (2001)
Keita Shimabayashi、Takeshi Yasui、Tsutomu Araki:“使用激光椭圆光度法实时测量细胞膜厚度”日本机械工程师学会第十二届生物工程学会/秋季研讨会论文集139-140(2001)。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Yasui, Y.Tohno, T.Araki, et al.: "Polarimetry of second-harmonic-generation light sensitive to orientation of tissue collagen"Proc.OWLS VII. 19 (2002)
T.Yasui、Y.Tohno、T.Araki 等人:“对组织胶原蛋白取向敏感的二次谐波产生光的偏振测定”Proc.OWLS VII。
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