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機能性磁気センサの細胞内操作と局所環境計測

功能性磁传感器的细胞内操纵和局部环境测量

基本信息

批准号：
14F04800
负责人：
新井史人
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04800/
关键词：
ナノ・マイクロメカトロニクス

项目摘要

磁場で操作可能な細胞内局所環境センサとして，300 nm及び750 nmの表面にアミノ基を有しかつ内部に磁性体が導入されたポリスチレン微粒子を基材とする磁性微粒子を用い，温度感受性の蛍光色素の一つであるFITCを表面に修飾してナノ温度センサを作製した．ナノ温度センサへの波長1064 nmの近赤外レーザの照射時のレーザ強度と温度上昇の関係を解析的及び実験的に調査した結果，レーザ強度と温度上昇の間には比例関係があり，300 nmのセンサでは約1℃/mW，750 nmのセンサでは約2.5℃/mWとなることを明らかにした．作製したナノ温度センサを，細胞膜を蛍光色素で修飾した犬の腎臓細胞（MDCK細胞）の細胞膜上に固定後レーザを照射した結果，センサ内部の磁性微粒子が発熱し，細胞膜を溶解することで細胞内に導入された．細胞内のセンサは三次元共焦点蛍光観察により確認した．以上より，任意のナノ温度センサを選択的かつ高速な細胞内導入に成功した．細胞内導入に要する時間はレーザの強度の依存し，28 mWのレーザ強度において，750 nmのセンサでは1秒未満，300 nmのセンサでは2秒未満でほぼ100%の細胞導入が可能であった．また，ビーズを導入した細胞の生死判別を行ったところ，300 nmのセンサにおいては28 mWのレーザ出力ではほぼ100%の細胞が生存したが，750 nmのセンサではレーザ出力の増加と共に細胞の生存率が低下することが確認された．以上のことより，低侵襲かつ高速な細胞導入の条件を明らかにした．

The magnetic field can be manipulated in the local environment inside the cell, including 300 nm and 750 nm. nmのsurfaceにアミノbaseを有しかつinnerにMagnetic bodyがintroductionされたポリスチレンmicroparticlesをbase materialとするmagnetic particles The child is used, and the temperature-sensitive photopigment is used to modify the surface of FITC.ナノTemperatureセンサへのWavelength 1064 The results of the analysis and investigation of the relationship between intensity and temperature rise during nm near-infrared irradiation, and the proportional relationship between intensity and temperature rise during nm irradiation, 300 nmのセンサでは is about 1℃/mW, 750 nmのセンサでは is about 2.5℃/mW and it is bright and clear. Manufactured by using temperature control technology, the cell membrane was modified with photopigment and fixed on the cell membrane of canine kidney cells (MDCK cells). As a result of the post-irradiation treatment, the magnetic microparticles inside the tube were heated and the cell membrane was dissolved, and the cells were introduced into the cell. Intracellular three-dimensional confocal light observation confirmed the results. For the above, any high-speed intracellular introduction of any temperature sensor has been successful. Intracellular introduction time is dependent on intensity, 28 mW intensity is required, 750 nm is not enough for 1 second, 300 nmのセンサではIt is possible to introduce 100% of the cells after 2 seconds.また, ビーズをIntroduced into したcells のLife and death judgment を行ったところ, 300 nm のセンサにおいては28 mWのレーザ出力ではほぼ100% Cell Survivalしたが, 750 nmのセンサではレーザOutputのincrease and totalにThe survival rate of cells is lowすることがconfirmationされた． The conditions for the above-mentioned low invasion and high-speed cell introduction are as follows.