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オンチップロボティクスを基盤とする光合成細胞の能動計測と機能解明

基于片上机器人的光合细胞主动测量和功能阐明

基本信息

批准号：
23226007
负责人：
新井史人
金额：
$ 33.7万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロ流体チップ内にマイクロ・ナノロボットを組み込み,これを非接触で操作することで,光合成細胞であるラン藻(Synechocystis sp.PCC 6803)の浸透圧変化に対するマルチパラメータ計測を高速かつ連続的に行い,ラン藻の浸透圧調整機構の仕組みを明らかにすることを目的とした.まず,独自の磁気駆動技術をベースに,ラン藻のマルチパラメータをオンチップで高速かつ連続的に計測するシステムの構想をまとめ,基本システムを構築した.次に,これを利用してラン藻の浸透圧変化による応答を,単一細胞レベルで直接観測し,機械刺激受容性チャネルの仕組みを解明するための培養細胞の準備を行った.また,ラン藻の粘弾性を測ることで,糖を形成する遺伝子や環境条件との関係を調べて評価するための培養細胞の基礎評価を行った.(1)微細加工技術・システム構築(新井)フェムト秒レーザ加工と,フォトリソグラフィを組み合わせ,三次元的にナノ構造体を実現するための加工システムを構築し,コンピュータ制御により三次元露光した.また,力計測プローブに変位縮小機構をマイクロ流体チップに組み込んで磁気駆動するシステムを考案し,従来と比べて精度を約10倍改善できた.(2)細胞計測・制御(新井,川原)磁気駆動技術を利用し,細胞の粘弾性を計測するロボットシステムを制御し,高速ビジョンと組み合わせて位置決め特性を大幅に改善した.(3)環境計測・制御(新井,丸山)マイクロ流体チップの流体制御を行い,流れの安定化を行った.また,光ピンセットを利用してラン藻を流路内で計測位置に固定するシステムの設計を行った.(4)細胞計測・評価・機能解析(魚住)ラン藻Synechocystis sp.PCC 6803を,200mM NaCl培地で増殖させることで,細胞表層を固くすることが可能であることを顕微鏡観察と細胞表層染色で確認した.

マイイクロfluid チップ内にマイクロ・ナノロボットをgroup み込み,これをnon-contact Synechocystis sp.PCC 6803) の infiltration pressure change に対するマルチパラメータmeasurement を high-speed かつ连続的に行い,ラン草The infiltration pressure adjustment mechanism is designed by the company's original magnetic activating technology.をベースに,ラン草のマルチパラメータをオンチップでHIGHWAY かつ连続的にmeasurementするシステムのconceived をまとめ,basic システムをconstructed した.timesに,これをutilized してランンのinfiltration pressure improvementによる応 Answer を, Single cell レベルでDirect measurement し, Mechanical stimulation tolerance チャネルの士组みを Explain するためのCulture cell preparation を row った.また, ランンのstickiness and elasticity をtest ることで, sugar をformation するる(1) Micro Fine machining technology・システムconstruction (Arai)フェムトsecond レーザ processingと,フォトリソグラフィを组み合わせ, the three-dimensional にナノ structure を実appears するためのprocessing システムをconstruct し, コンピュータ controlによりThree-dimensional exposure light した.また, force measurement プローブに変 position reduction mechanism をマイクロfluid チップにgroupみ込んでMagnetic 気槆动するシステムをtest case し, 従来と Compared with べて accuracy を is improved できた by about 10 times.(2 )Cell Measurement and Control (Arai, Kawahara) Magnetic Vibration Technology Utilization, Cell Adhesion and Elasticity Measurement Systemシステムをcontrolし, high-speed ビジョンと组み合わせてposition-determinedめcharacteristicsをsignificantlyimprovedした.(3) Environmental Measurement and Control (Arai, Maruyama) Makiko Fluid Control System, Flow Stabilization Systemった.また, 光ピンセットを utilizes the してランをでmeasurement position in the flow path to be fixed and the するシステムの design (4) Cell measurement, evaluation, and functional analysis (Uozumi) Synechocystis sp.PCC 6803を,200mM NaCl is used to propagate, and the cell surface is solid, and the cell surface is solid, and the cell surface is confirmed by microscopic observation and cell surface staining.