Manipulation of Functional Magnetic Sensor inside Cell and Local Environment Measurement

アフィニティーカラム型オープンチップの改良と画像検出アルゴリズムの構築：これまでモノクローナル抗体を用いたアフィニティーカラム型細胞分離方法は，補足効率が低く，大きな成果を得られていない．細胞表面に無数に存在する糖鎖に着目し，糖鎖と特異的に結合するレクチンタンパク質をマイクロポストに固定化させたアフィニティーカラム型オープンチップ（レクチンチップ）の基盤技術の構築を目的とする．前年度までに，レクチンタンパク質（rBC2LCN）を表面に修飾したPDMS製のオープン型マイクロ流体チップを作製し，レクチンアフィニティーによる捕捉向上の有効性を確認した．しかし，PDMS製チップの親水性維持（大気解放後30分で疎水化）に新たな課題を見出した．そこでH29年度は，親水性の維持を期待し，ハイドロゲル製のマイクロ流体チップを作製し，ハイドロゲル表面へのレクチン修飾を試みた．ポリエチレングリコール（PEG）ハイドロゲルによるマイクロポスト（直径18 μm，ポスト間隔7 μm）は，平均接触角27°で48時間親水性を維持することを確認した．また，ハイドロゲル表面へのレクチン修飾性能として，細胞種の違いによる約10倍の特異性接着を確認した．さらに，捕捉された細胞の自動検出のために，画像の特徴量抽出（HOG：Histogram of Oriented Gradients）および色特徴の両方に基づく機械学習法を組み込んだ，自動回収システムのプロトタイプを構築した．分離した細胞の細胞内環境計測：回収した細胞を培養して，高速に細胞内の環境計測を行うために，異なるレーザを用いた温度感受性環境計測センサの操作・制御に関する実証実験を行った．H29年度は808 nmのフェムト秒レーザを用いたプラズモン加熱による細胞内導入，1064 nmの連続波レーザによる微粒子操作，488 nmの共焦点レーザによる蛍光検出が実行可能な温度計測用光環境センサを作製した．

アフィニティーカラム型オープンチップの改良と画像検出アルゴリズムの構築：これまでモノクローナル抗体を用いたアフィニティーカラム型細胞分離方法は，補足効率が低く，大きな成果を得られていない．細胞表面に無数に存在する糖鎖に着目し，糖鎖と特異的に結合するレクチンタンパク質をマイクロポストに固定化させたアフィニティーカラム型オープンチップ（レクチンチップ）の基盤技術の構築を目的とする．前年度までに，レクチンタンパク質（rBC2LCN）を表面に修飾したPDMS製のオープン型マイクロ流体チップを作製し，レクチンアフィニティーによる捕捉向上の有効性を確認した．しかし，PDMS製チップの親水性維持（大気解放後30分で疎水化）に新たな課題を見出した．そこでH29年度は，親水性の維持を期待し，ハイドロゲル製のマイクロ流体チップを作製し，ハイドロゲル表面へのレクチン修飾を試みた．ポリエチレングリコール（PEG）ハイドロゲルによるマイクロポスト（直径18 μm，ポスト間隔7 μm）は，平均接触角27°で48時間親水性を維持することを確認した．また，ハイドロゲル表面へのレクチン修飾性能として，細胞種の違いによる約10倍の特異性接着を確認した．さらに，捕捉された細胞の自動検出のために，画像の特徴量抽出（HOG：Histogram of Oriented Gradients）および色特徴の両方に基づく機械学習法を組み込んだ，自動回収システムのプロトタイプを構築した．分離した細胞の細胞内環境計測：回収した細胞を培養して，高速に細胞内の環境計測を行うために，異なるレーザを用いた温度感受性環境計測センサの操作・制御に関する実証実験を行った．H29年度は808 nmのフェムト秒レーザを用いたプラズモン加熱による細胞内導入，1064 nmの連続波レーザによる微粒子操作，488 nmの共焦点レーザによる蛍光検出が実行可能な温度計測用光環境センサを作製した．