权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

赤外レーザーによる世界最高速細胞解凍技術の創出とその凍結困難細胞への応用

创造世界上最快的红外激光细胞解冻技术及其在难冷冻细胞中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1492
负责人：
渡部広機
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，CO2レーザを用いた世界最高速細胞解凍の実現と，凍結保存困難な生体試料への応用を目指している．R４年度は以下の項目について研究を行った．・インクジェットヒータヘッド機構の開発．これまでは細胞内包液滴をできる限り小さくすることで凍結速度を向上させ，高い生存率を目指していたが，本年度の研究結果より20 pL液滴まで小さくすると，生存率が著しく低下することが確認された．これについて，落下中の液滴を伝熱と流体の錬成解析をしたところ，液滴が冷却面周囲から発される低温の風により冷却され，着滴前に0℃以下となることが確認された．そこで，落下中の予冷を防ぐヒーターヘッド機構を開発したところ，生存率を約15 %向上した．・凍結液滴のための長期保存容器開発．前年度に開発した液滴単独落下法で回収した凍結液滴のための専用長期保存容器を開発した．回収した凍結液滴を，一般的な樹脂製チューブ内などで保存すると，保管中の僅かな昇華による生存率低下や液体窒素の流入による細胞数減少が確認されていた．一方で，開発した専用容器を用いることで，生存率低下を約5 %防ぐことに成功し，解凍後の細胞数も大幅に改善された．・Self-quenchingを用いた液滴の凍結状態評価．前年度確立した蛍光Self-quenchingに基づくガラス化評価法を用いて，細胞内包液滴の凍結状態の評価を行った．細胞を内包したまま凍結した液滴を共焦点観察することで，200 pLでは針状の細胞外氷晶を無数に確認したのに対し，70 pLでは針状まで氷晶が成長しておらず粒状であることを確認した．さらに，細胞内環境をアルブミンで模擬して観察したところ，200 pLでは細胞内環境でも針状の氷晶が発生していたのに対し，70 pLでは氷晶が発生していなかった．これにより，これまで理論的な検討に留まっていた細胞の臨界冷却速度を実験的に推定した．

In this study, the world's fastest cell thawing method using CO2 was used, and the biological specimens that were difficult to freeze and preserve were used using the same method. The research on the following projects in R４ year is carried out.・The opening of the インクジェットヒータヘッド organization.これまではLiquid droplets inside the cellsをできるlimitりsmallさくすることでfreezing speedをupさせ, highいsurvival rateをobjectiveしていたが, this year's research resultsより20 The pL droplets are small and the survival rate is low, and the survival rate is low and confirmed.これについて, the falling droplet is heated and the fluid is analyzed into をしたところ, the droplet is cooled around the surface囲から発されるLow temperature の风により cooling され, に0℃ below となることがconfirmation された before dripping.そこで, in the fall of the cold を prevention ぐヒーターヘッド mechanism を开発したところ, the survival rate is about 15% upward した.・The long-term storage container for frozen liquid droplets is open. In the previous year, the liquid droplets were recovered by falling alone and the frozen liquid droplets were stored in long-term storage containers. Recycling of frozen liquid droplets, general resin-made チューブ内などでStorage すると, only those in storageかな Sublimation による The survival rate is low や Liquid suffocation factor の inflow による The number of cells decreases が Confirmation されていた． On the one hand, when opening the container and using it, the survival rate is low and about 5% of the cases are successful, and the number of cells after thawing is greatly improved.・Self-quenching is used to evaluate the frozen state of liquid droplets. The self-quenching method of self-quenching was established in the previous year, and the frozen state of the droplets inside the cells was evaluated.したままfrozen inside the cell したdroplet をConfocal observation することで, 200 pL ではNeedle-like extracellular ice crystal をCountless にconfirmation したのに対し, 70 pLではneedle-shapedまでicecrystalがgrowthしておらずgranularであることをconfirmationした．さらに, Intracellular environment simulation and simulation, 200 pLではThe intracellular environment is made of needle-shaped ice crystals, and 70 pLではice crystals are made of ice.これにより, これまで theory's な検 Discussion にstay まっていたCell's critical cooling rate を実験's した.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

細胞凍結装置

细胞冷冻装置

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

保護剤フリー超瞬間凍結法のための蛍光Self-quenchingによるガラス化評価法の提案

无保护剂超闪速冷冻法中荧光自猝灭玻璃化评价方法的提案

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡部広機;湯浅裕太;秋山佳丈
通讯作者：
秋山佳丈

インクジェットを用いた超瞬間細胞凍結法における生存率の凍結解凍速度への依存性

喷墨超瞬时细胞冷冻中存活率对冷冻和解冻速度的依赖性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sasaki Yui;Lyu Xiaojun;Tang Wei;Wu Hao;Minami Tsuyoshi;佐久間翔梧，野島勉;Tetsuya Hasegawa;安原　聡，本間　雅大，三宮工;渡部広機，湯浅裕太，秋山佳丈
通讯作者：
渡部広機，湯浅裕太，秋山佳丈

細胞凍結保存装置

细胞冷冻保存装置