電気泳動堆積法による単一細胞の高速配置と機能解析

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生命現象を理解するために、生体の構成単位である細胞の高速マニピュレーション技術の構築および細胞機能・細胞内生体分子解析デバイスの作製を行った。なお、デバイス上への細胞の高速配置を行うため、液体中の粉末微粒子が電気泳動現象によって移動し電極表面に堆積する現象である電気泳動堆積法(Electrophoretic deposition : EPD)に着目し、EPDを用いた細胞高速配置技術の構築を行った。本研究では、昨年度の研究成果から電気泳動の際に電極表面の電気化学反応によって細胞へ悪影響を及ぼすことを加味して実験を行った。細胞配置実験には、デバイスを作製した後、あらかじめ電気泳動堆積法にて溶媒中で負に帯電している細胞接着能が高い培養基材を堆積させることで細胞集団の配置を実現した。あらかじめ電気泳動堆積法にて培養基材を堆積させることによって電気化学反応による細胞への影響を軽減させて細胞配置および培養が可能となったほか、培養基材堆積に用いた印加電圧と逆方向に電圧を印加することで培養基材および細胞の高速剥離が可能であることが見出された。そして、細胞内のDNAやたんぱく質等の生体分子相互作用解析を可能とするため、半導体微細加工技術を用いたデバイスを作製し、光技術による簡便な生体分子相互作用解析が可能となることを確認できた。これら実験結果より細胞配置デバイスおよび解析用デバイスを統合・集積化させることによって、高速細胞配置・解析デバイスを実現可能となることが示唆された。