オンチップロボティクスを基盤とする光合成細胞の機能計測と評価

基于片上机器人的光合细胞功能测量与评估

• 批准号: 23246043
• 负责人: 新井 史人
• 金额: $ 16.31万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23246043/
• 关键词: マイクロ・ナノデバイス; 先端機能デバイス; 細胞計測; 生物・生体工学; ナノバイオ; フォトリソグラフィ; マイクロ流体チップ; 磁気駆動

マイクロ流体チップ内にマイクロ・ナノロボットを組み込み,これを非接触で操作することで,光合成細胞であるラン藻(Synechocystis sp. PCC 6803)の浸透圧変化に対するマルチパラメータ計測(機械的特性:弾性・粘性,大きさ,電気・化学特性)を高速かつ連続的に行い,ラン藻の浸透圧調整機構の仕組みを明らかにすることを目的とした.まず,独自の磁気駆動技術をベースに,ラン藻のマルチパラメータをオンチップで高速かつ連続的に計測するシステムの構想をまとめた.次に,これを利用してラン藻の浸透圧変化による応答を,単一細胞レベルで直接観測し,機械刺激受容性チャネルの仕組みを解明するための培養細胞の準備を行った.また,ラン藻の粘弾性を測ることで,糖を形成する遺伝子や環境条件との関係を調べて評価するための培養細胞の準備を行った.(1)微細加工技術・システム構築(新井)フェムト秒レーザ加工と,フォトリソグラフィを組み合わせ,三次元的にナノ構造体を実現するためのシステム設計を行った.シート状に微細加工した構造物を複数積層して,力計測プローブを有するマイクロ流体チップを製作する設計指針をまとめた.(2)細胞計測・制御(新井,川原)磁気駆動技術を利用し,細胞の粘弾性を計測するロボットのシステム設計し,ステージを構築した.(3)環境計測・制御(新井,丸山)マイクロ流体チップの流体制御を行い,ラン藻を一つずつ流路内でローディングしながら高速に計測位置に固定する搬送機能のシステム設計を行った.(4)細胞計測・評価・機能解析(魚住)ラン藻の遺伝子不活化株を用意し,浸透圧刺激に対するマルチパラメータ変化を計測し,正常株と比較するための培養細胞を調整した.

マイイクロfluid チップ内にマイクロ・ナノロボットをgroup み込み,これをnon-contact Synechocystis sp.PCC 6803) Measurement of soaking pressure and pressure changer (mechanical characteristics: elasticity, viscosity, largeさ, Electrical and chemical properties) をHigh-speed かつ连続's に行い,ラン草のinfiltration pressure adjustment mechanism の士组みを明らかにすることをpurpose とした.まず, original magnetic 気槆kinetic technology をベースに, ラン草のマルチパラメータをオンチップでHIGHWAY かつ连続的にmeasurementするシステムのconceived をまとめた.时に,これを利Using the algae soaked in pressure-condensed algae, the single-cell algae can be measured directly, and the mechanical stimulation tolerance can be measuredチャネルの士组みを解明するためのCulture cell preparation を行った.また,ランンのstickiness and elasticity をtestることで, sugar を formation す る 伝子 や environmental conditions と の relationship を adjustment べ て 価 す る た め の preparation of cultured cellsを行った.(1)Micro processing technology・システムConstruction (Arai)フェムトSecond レーザ Machiningと,フォトリソグラフィを组み合わせ, the three-dimensional にナノ structure を実appears するためのシステムdesign を行った.シート-shaped micro-machined structure, multiple laminates, force-measuring fluids Manufactured by ップをするDesign pointer をまとめた. (2) Cell measurement and control (Arai, Kawahara) Magnetic actuator technologyをUtilization, measurement of cell adhesion, design of cells, and construction of cells. (3 )Environmental Measurement and Control (Arai, Maruyama) MANUFLUID SYSTEM The measurement position of the high speed in the flow path is fixed and the transport function is designed and implemented.た.(4)Cell measurement, evaluation, and functional analysis (Uozumi) ランンの伝子 inactivated strain をpurpose し, soaked pressure thorn Measurement and measurement of stimulating changes in the cultured cells, comparison of normal strains and adjustment of cultured cells.