オンチップ微小液滴電気穿孔を可視化するマイクロ反応場の数値解析と実験による検証

微反应场的数值分析和实验验证，以可视化片上微滴电穿孔

• 批准号: 22K03936
• 负责人: 中島 賢治
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sasebo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03936/
• 关键词: 電気穿孔; 数値解析; 膜電子透過化; 遺伝子導入; 電気泳動; 液滴形成; マイクロ流体デバイス

2021年度までのオンチップ微小液滴電気穿孔法では、直流電源を用いていたため、電極で電気分解が起こっていた。それが原因で、マイクロ流路内で気泡が発生したり、電極が溶出したり、帯電性細胞物質が電極に付着したりするなど、電気穿孔に不都合な現象が起こる問題があった。そのため、2022年度からは直流電源に替えて交流電源を用いるようにし、かつ微小液滴を生成しないフロースルー型電気穿孔法へ移行している。これにより、電気穿孔後の細胞回収も効率的に行えるようになった。上記の方針変更によって、当研究課題が受ける影響は軽微である。引き続き、電圧印加時の細胞膜電位分布を計算し、膜電位により膜電子透過化が起こる現象の計算を試みる。当方らの数値解析は、膜穿孔状態の経時変化が考慮に入っていないために膜電位計算がうまくいっていない。そのため、非定常の膜穿孔現象によって膜の導電性が変化する様子を計算条件に反映しなければならない。理化学研究所のMahmoudら（Analytical Chemistry, 2020）は、この問題を解決していると考えられるが、彼らの発表論文には、その数値解析手法について詳しく書かれていなかった。今後も計算手法の調査を継続する。2022年度から研究されているフロースルー型電気穿孔については、以前のオンチップ微小液滴電気穿孔でも課題であった、一つの液滴に複数の細胞が入ってしまう現象が、さらに大きな課題となっている。約40μmの電極間に複数の細胞が塊で入ってしまうと、計画通りの電圧印加が行われないため、電気穿孔の未達成が起こると考えている。本研究室では、細胞をマイクロビーズで模擬し、細胞塊を分断する流路構造を実験と数値解析により調査する計画である。そのため、2022年度はマイクロデバイス流動実験観察装置を構成した。PDMS流路の外注には約50万円かかるため、代替策を考えている。

In the year 2021, the micro-droplet battery perforation method was adopted, the DC power source was used as the generator, and the cathode battery was decomposed as the starting point. The cause of the accident, the cause of the bubble in the flow path, the dissolution of the cathode, the cathode of the cell, the cathode of the cell, and the perforation of the battery are all the same as those of the problem. In 2022, the direct current power source is used to replace the alternating current power source in the production of hot air and small droplets to generate electrical equipment by means of the method of punching holes in the electric power supply. The return rate of the cell after perforation of the electrical equipment and the electric power station. On the previous day, you will be more sensitive, and when the research topic is affected by the situation, you will need to know more about it. In this paper, the calculation of membrane potential distribution and membrane potential distribution is introduced, the membrane potential distribution is calculated, and the membrane potential is affected. When the data analysis and the membrane perforation status are analyzed, the membrane potential is calculated and analyzed. The calculation conditions of unsteady and non-steady membrane perforation are reflected in the calculation conditions of electrical conductivity of the film. Mahmoud (Analytical Chemistry, 2020), Institute of Science and Chemistry, Institute of Science and Chemistry. In the future, there will be a lot of calculation. In the year 2022, there was a study on the perforation of a type of electric power plant, the problem of a small droplet perforation in a microdroplet, the number of cells of a single droplet and the number of cells in a single cell. About 40 μ m of electrodes, the number of cells is transferred to the computer, the computer is designed to operate on the computer, and the perforation is not ready for use. In our laboratory, we need to analyze the data of the flow path, the number, the number, the In the year 2022, the flow monitoring equipment has been completed. The external note of the PDMS flow path is about 500000 per cent, instead of the strategy.