局所パターン培養による細胞・組織チップデバイスの開発

使用局部模式培养开发细胞/组织芯片装置

• 批准号: 03J07360
• 负责人: 梶 弘和
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J07360/
• 关键词: マイクロパターニング; マイクロ流路; 細胞チップ; プロテインチップ; バイオアッセイ; 細胞・組織工学; マイクロ電極; リソグラフィー; バイオチップ; バイオデバイス; 細胞・組織; タンパク質; 表面; パターニング; 培養

昨年度までに開発した電気化学リソグラフィーによる細胞パターニング法の詳細なメカニズムについて検討した.本手法は,ウシ血清アルブミンなどでコートした基板表面を,マイクロ電極で電気化学的に生成した酸化剤で処理することで局所的に細胞の接着領域を基板上に作製するものである.従来のフォトリソグラフィーベースのパターン培養技術が,培養に先立って基板上に細胞接着領域を作製するのに対して,本手法は培養環境下での処理を前提とするため,複数の細胞種によるマイクロパターンの作製など,細胞を用いるバイオアッセイの意義を拡充できる.しかしこれまで,酸化剤で処理した基板領域に細胞が接着するメカニズムについては不明であった.一連の表面解析手法による検証を行ったところ,酸化剤に曝された領域からはほとんどのアルブミン分子が脱着していることがわかった.また,電気化学的に生成した酸化剤の拡散のデジタルシミュレーションを行うことで,数十pM程度の酸化剤濃度でアルブミン分子の脱着が起こることがわかった.アルブミンは比較的容易に酸化され得るチオール基を多く有するため,酸化反応に伴う三次構造の変化が脱着を引き起こすと考えられる.さらに,アルブミンが脱着した領域にフィブロネクチンなどの細胞接着性タンパク質が吸着することで,細胞接着が誘導されていることがわかった.電気化学リソグラフィーによる細胞のパターニング技術をマイクロ流路系に集積した.マイクロ流路の天井部に作製した電極アレイを用いて,流路床面の対応した領域への細胞の局所的な固定が可能であった.流路状デバイスのバイオチップ応用が盛んに検討されているが,デバイスを組立てた後に,流路内の適所に種類が異なるタンパク質や細胞を配置し得る技術は,現時点で本手法のみである.健康管理用のセルフメード抗体チップや,バイオプシーを評価する細胞診断チップなどの簡素化・自動化にも貢献できると考えられる.

Yesterday, the development of electrical and chemical solutions was discussed in detail. The method comprises the following steps of: preparing a serum from a substrate surface, preparing an electrode, generating an electrochemical acidification treatment, and preparing a substrate surface from a cell adhesion region. In the past, the culture technology of cell culture has been developed. In the process of culture, the cell culture is carried out on the substrate. In the process of culture, the cell culture is carried out on the substrate. The acid treatment is not specific to the substrate. A series of surface analysis methods are used to detect and detect the presence of acid in the field. In addition, the electrochemical generation of acidizing agent and its dispersion and dispersion process can be carried out at concentrations of several tens of pM. It is easy to acidify the acid base, but it is difficult to acidify the acid base. In addition, cell adhesion is induced by adsorption of the protein in the cell. Electrochemistry is the best way to improve the quality of a cell. The flow path is controlled by the electrode, and the flow path bed surface is fixed by the cell. After the flow path is formed, the appropriate types of cells in the flow path are different from each other. Health management for the use of antibodies, such as cell diagnostics, evaluation, simplification, automation, contribution, examination, etc.

项目成果

Microstamp-Based Micromachining for Modulation of Growth of Cultured Neuronal Cells

用于调节培养神经元细胞生长的基于微印记的微机械加工

• 发表时间: 2004
• 期刊: JSME International Journal Series C Mechanical Systems, Machine Elements and Manufacturing 47・4
• 作者: 梶 弘和ら;梶 弘和ら;H.Kaji et al.;H.Kaji et al.;Y.Takii et al.
• 通讯作者: Y.Takii et al.

Electrochemical Bio-Lithographic Approach to Locally Immobilize Proteins inside Microchannels

将蛋白质局部固定在微通道内的电化学生物光刻方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: Chemical Sensors 21(Suppl.A)
• 作者: 梶 弘和ら;梶 弘和ら;H.Kaji et al.
• 通讯作者: H.Kaji et al.

In situ control of cellular growth and migration on substrates using microelectrodes

• DOI: 10.1021/ja045702t
• 发表时间: 2004-11-24
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Kaji, H;Tsukidate, K;Nishizawa, M
• 通讯作者: Nishizawa, M

Integration of Micropatterned Cell Culture into Microchannel Using Electrochemical Reaction

利用电化学反应将微图案细胞培养物整合到微通道中

• 发表时间: 2004
• 期刊: Chemical Sensors 20・Suppl.B
• 作者: 梶 弘和ら;梶 弘和ら;H.Kaji et al.;H.Kaji et al.;Y.Takii et al.;H.Kaji et al.
• 通讯作者: H.Kaji et al.

H.Kaji et al.: "Microelectrochemical Approach to Induce Local Cell Adhesion and Growth on Substrates"Langmuir. 20・1. 16-19 (2004)

H. Kaji 等人：“诱导局部细胞粘附和基质生长的微电化学方法”Langmuir 20・1 (2004)。