微細加工技術を用いた再生医療・薬物スクリーニング用オンチップセロミクス技術の開発

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細胞の振る舞いを正確に計測するため、1細胞計測のための要素技術を統一した1細胞計測システムの開発を行った。開発にはマイクロ加工技術とソフトマテリアル技術を用いた。開発の流れとして集団から特定状態の細胞群をセルソーターチップにて分離・精製し、これらを細胞間相互作用を制御しながらマイクロ培養チップで培養を行い、最終的に発現解析チップにて細胞の時間的・空間的な発現情報を得るものである。本年度は特に細胞内の発現状況を調べる手法を深く検討し、DNAチップ以外の技術開発も併せて行った。一つは細胞の発現状況を電気的に測定するため、細胞の電気泳動計測を行った。細胞の表面電位は細胞周期に応じて異なることが知られており、細胞電気泳動により判別できる可能性がある。細胞電気泳動を微量のサンプルを用いて、顕微鏡下での観察を実現するため、微細加工技術により小型のチップを試作した。一部は石英を用いて作製したが、ディスポーザブルのチップを実現するため、本セルソータと同様に樹脂の1種であるポリジメチルシロキサン(PDMS)を材料にして作製した。観察系は共焦点光学系を光学顕微鏡に組み込むことにより、流路の高さ方向の情報が得ることができる。この手法により、細胞と流路底面との間の摩擦効果で細胞の泳動度が若干遅れることを発見し、この内容に関して2004年秋期応用物理学会(仙台)にて発表を済ませた。また微細な流路のコーティングは細胞膜を模倣したMPCポリマーを使用し、細胞やその他の粒子の非特異的な吸着を減らすことや電気浸透流の発生を抑えることに成功した。この内容については2004年マイクロTAS学会(スウェーデン、マルモ)にて発表を済ませた。また本年度末に行われる2005年春期応用物理学会(埼玉)では独自に作製した原子間力顕微鏡(AFM)を用いて培養中の特定状態の細胞の時間的、空間的な発現分布状況を調べるための手法について検討し、この内容を発表する予定である。