MEMSナノ構造による生体物質の選択的認識ラベルフリー検出

使用 MEMS 纳米结构对生物材料进行选择性识别和无标记检测

• 批准号: 07J11111
• 负责人: 尾上 弘晃
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J11111/
• 关键词: MEMS; 細胞; DNA; パターニング; microTAS; 表面修飾; 生体信号検出

2年度目は、生体物質の適切なマイクロナノパターン上へのトラップ方法の確立と、そのトラップした生体物質からの生化学的な応答の取得を目指した。昨年度に引き続き、平成20年4月から平成21年1月末まで、米国カリフォルニア大学バークレー校化学科のProf.Richard Mathiesの研究室に滞在し、細胞の表面修飾の方法とマイクロ構造上へのトラッピングの方法を開発した。具体的には、細胞表面の膜タンパクのリジン上にある第一アミン基に、NHSを5末端に持つssDNAを反応させて、直接的にssDNAにより細胞表面を修飾させることに成功した。この方法は付着細胞・浮遊細胞の両方に適用できるだけでなく、プライマリー細胞、さらにはバクテリアにも適用可能であり、幅広い生体物質のトラッピングに利用できる。この成果は現在、Langmuir誌に投稿査読中であり、また米国特許も申請中である。この技術を用い、Jurkat細胞とT細胞をマイクロ加工によって作成したIrOxペーハーマイクロセンサ上にトラップし、細胞の代謝によるセンサ表面の微小領域のpH濃度の計測に成功した。JurkatとT-cellは見かけ上は全く同じ大きさと形状をしており、顕微鏡下の視認による判別は不可能である。この2種類の細胞を、上記のペーハーセンサ上にトラップし、代謝によるpH変化の差から2種類の細胞の分別を実現した。これは、本研究課題が目指す、生体物質の選択的認識の一つの実現方法であると思われる。この成果は現在、Lab on a chip誌に投稿査読中である。また、異種類の細胞のマイクロパターン上への同時トラッピングも実現した。基板上に複数種類のssDNAを活性を保った状態でパターンすることが技術的な鍵となるが、PMMAによるDNA保護層とAlリフトオフを組み合わせることで、それを実現した。Jurkat、FL-5.12、CHOの3種類の細胞を、任意のマイクロパターン上へのトラップを行い、またトラップした細胞同士でのシグナリング分子(IL-3)によるコミュニケーションが行われることを確認した。

2 year は, raw material の appropriate な マ イ ク ロ ナ ノ パ タ ー ン on へ の ト ラ ッ の プ method establishing と, そ の ト ラ ッ プ し た body raw material か ら の biochemical な 応 answer の obtain を refers し た. Yesterday annual に lead き 続 き, pp.47-53, April 20 years か ら pp.47-53 21 years late January ま で, m カ リ フ ォ ル ニ ア university バ ー ク レ ー school change subject の initial Richard Mathies hysteresis in し の laboratory に cells の surface modification の way と マ イ ク ロ structure on へ の ト ラ ッ ピ ン グ の way を open 発 し た. Specific に の は, cell surface membrane タ ン パ ク の リ ジ ン on に あ る first ア ミ ン に, NHS を 5 end に hold つ ssDNA を anti 応 さ せ て, direct に ssDNA に よ り cell surface を modified さ せ る こ と に successful し た. こ の way は pay the cells, phytoplankton cells の struck party に applicable で き る だ け で な く, プ ラ イ マ リ ー cells, さ ら に は バ ク テ リ ア に も may apply で あ り, picture hiroo い body raw material の ト ラ ッ ピ ン グ に using で き る. The results of the <s:1> であ are now available in the に submission to the Langmuir journal and are found in the 読 であ and the また application for a US charter is in the である. こ の technology を と い, Jurkat cells with T cells を マ イ ク ロ processing に よ っ て made し た IrOx ペ ー ハ ー マ イ ク ロ セ ン サ on に ト ラ ッ プ し, cell metabolic に の よ る セ ン サ surface の の pH concentration の tiny field measuring に successful し た. Jurkat と T - cell は see か all は け く with large じ き さ と shape を し て お り, 顕 microscopically の visual cognition に よ る discriminant は impossible で あ る. こ の type 2 を の cells, written の ペ ー ハ ー セ ン サ on に ト ラ ッ プ し, metabolic に よ る pH - the poor の か ら 2 kinds の cell の を respectively be now し た. The research topic of this study, が, aims at す, and the understanding of <s:1> selection of biological substances 択 - <s:1> implementation methods であると and われる thinking われる. Youdaoplaceholder2 に results present, Lab on a chip に submission 読 である. Youdaoplaceholder0, a different type of <s:1> cell <s:1> へ ロパタ ロパタ ロパタ ロパタ ロパタ <e:1> へ へ simultaneously トラッピ トラッピ グ グ グ へ た た た た へ た た た へ た た た た た is present simultaneously. Substrate に plural kinds の ssDNA を active を bartender っ た state で パ タ ー ン す る こ と な が technology key と な る が, PMMA に よ る DNA layer と Al リ フ ト オ フ を group み close わ せ る こ と で, そ れ を be presently し た. Jurkat, FL - 5.12, CHO の 3 kinds を の cells, arbitrary の マ イ ク ロ パ タ ー ン on へ の ト ラ ッ プ を い, ま た ト ラ ッ プ し た cells with "で の シ グ ナ リ ン グ molecules (IL - 3) に よ る コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン が line わ れ る こ と を confirm し た.

项目成果

Three-dimensional integration of heterogeneous silicon micro-structures by liftoff and stamping transfer

通过剥离和冲压转移实现异质硅微结构的三维集成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Joumal of Micromechanics and Microengineering Vol.17
• 作者: Hiroaki Onoe;Eiji Iwase;Kiyoshi Matsumoto;Isao Shimoyama
• 通讯作者: Isao Shimoyama

Assembly of Single Adherent Cells on Mobile Microplates

在移动微板上组装单个贴壁细胞

• 发表时间: 2008
• 作者: Hiroaki Onbe;Shoji Takeuchi
• 通讯作者: Shoji Takeuchi

微量の生物学的材料を取り扱うための器具及び方法

用于处理痕量生物材料的装置和方法

• 发表时间: 2008

Microfabricated Mobile Microplates for Handling Single Adherent Cells

用于处理单个贴壁细胞的微加工移动微孔板

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Micromechanics and Microengineering vol. 18
• 作者: H. Once;and S. Takeuchi
• 通讯作者: and S. Takeuchi