Manipulation of Functional Magnetic Sensor inside Cell and Local Environment Measurement

细胞内功能性磁传感器的操控和局部环境测量

• 批准号: 15F15757
• 负责人: 新井 史人
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-10-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15757/
• 关键词: マイクロ・ナノデバイス; 超精密計測; ナノバイオ; 機械力学・制御; バイオ関連機器

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 type オ ー プ ン チ ッ プ の improved と portrait 検 out ア ル ゴ リ ズ ム の constructs: こ れ ま で モ ノ ク ロ ー ナ を ル antibody with い た ア フ ィ ニ テ ィ ー カ ラ ム は type cell separation methods, make up working rate low が く, big き を な achievements have ら れ て い な い. Cell surface に exist countless に す る lock に mesh し, sugar sugar lock と specific に combining す る レ ク チ ン タ ン パ ク qualitative を マ イ ク ロ ポ ス ト に immobilized さ せ た ア フ ィ ニ テ ィ ー カ ラ ム type オ ー プ ン チ ッ プ (レ ク チ ン チ ッ プ) の の base plate technology to construct を purpose と す る. Before the annual ま で に, レ ク チ ン タ ン パ ク mass (rBC2LCN) に を surface modification し た PDMS system の オ ー プ ン type マ イ ク ロ fluid チ ッ プ を as し, レ ク チ ン ア フ ィ ニ テ ィ ー に よ る catch up の have sharper sex を confirm し た. The た, PDMS, チップ, チップ, maintenance of hydrophilicity (で疎 hydration 30 minutes after the liberation of the atmosphere) に, new たな topic を, た, た. Annual は そ こ で H29, hydrophilic の maintain を expect し, ハ イ ド ロ ゲ ル system の マ イ ク ロ fluid チ ッ プ を as し, ハ イ ド ロ ゲ ル surface へ の レ ク チ ン modified を try 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 (18 microns in diameter, ポ ス ト interval 7 microns) は, the average contact Angle 27 ° 48 time で hydrophilic を maintain す る こ と を confirm し た. ま た, ハ イ ド ロ ゲ ル surface へ の レ ク チ ン modify performance と し て, cells of の violations い に よ る の specificity about 10 times then を confirm し た. さ ら に, capture さ れ た cell の 検 out automatically の た め に, portrait の, 徴 quantity spare (HOG: Histogram of Oriented Gradients) お よ び color, 徴 の struck party に base づ く machinery group learning method を み 込 ん だ, automatic back 収 シ ス テ ム の プ ロ ト タ イ プ を build し た. Separation し の た cells within the environmental measuring: back 収 し た cell を culture し て, high-speed の environment measuring に cell line を う た め に, different な る レ ー ザ を with い た temperature sensitivity environment measuring セ ン サ の, operating system, the royal に masato す る be card be 験 を line っ た. H29 annual は 808 nm の フ ェ ム ト seconds レ ー ザ を with い た プ ラ ズ モ ン heating に よ る import inside the cell, 1064 nm の even 続 wave レ ー ザ に よ る particles, 488 nm の total focus レ ー ザ に よ る 蛍 検 out light が be line may セ な thermometer measured light environment ン サ を cropping し た.

项目成果

Single cell Isolation in Open-chip Microfluidic Device Using Low Rigidity Micro Pillar

使用低刚性微柱的开放芯片微流体装置中的单细胞分离

• 发表时间: 2016
• 作者: Wu Lei;Anas Mohd Noor;Taisuke Masuda;Song Woneui;Fumihito Arai
• 通讯作者: Fumihito Arai

A Fast and Robust T and B Cell Detection Method with Machine Learning for pillar based microfluidic Cell Sorting

一种快速、稳健的 T 和 B 细胞检测方法，采用机器学习，用于基于柱的微流体细胞分选

• 发表时间: 2017
• 作者: Wu Lei;Anas Mohd Noor;Taisuke Masuda;Koji Hori;Fumihito Arai
• 通讯作者: Fumihito Arai