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円錐台型微細孔付膜フィルタを用いた誘電泳動による細胞の生死分離システムの開発

开发使用截锥形微孔膜过滤器通过介电泳分离活细胞和死细胞的系统

基本信息

批准号：
22K12800
负责人：
須加実
金额：
$ 2.41万
依托单位：
University of Toyama
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

项目摘要

バイオや医療の分野では，生きた細胞だけを選択し分離する技術が求められている。これに対しマイクロ流体デバイスと誘電泳動を組み合わせた生死分離システムが試みられているが，分離の精度も処理量も不十分で実用的でない。本研究では，新規に電気絶縁性の円錐台型微細孔付の膜フィルタである誘電泳動デバイスを設計製作し，生死分離の精度と処理量の向上を目指す。このデバイスの特徴は，孔内に不均一電界を形成し生細胞だけを吸引吐出し高精度で連続的に分離しようとするものである。誘電泳動とは，細胞の誘電的性質の違いによって電界強度に依存して移動する現象であり，これによって生細胞と死細胞を違う方向に移動させ分離することができる。令和４年度は，円筒型貫通孔を有する市販のトラックエッチドメンブレンを用いて，バッチ式の絶縁体ベース誘電泳動デバイスを製作した。このデバイスを用い，細胞懸濁液の導電率や印加周波数などの電気的条件を検討することで，電界の強い孔内へ生きた酵母細胞のみ選択的に吸引捕捉が可能であることを明らかにした。また，このとき死んだ酵母細胞は電界の弱い方へ移動するため孔から離れ捕捉されないことも確認した。また，孔を貫通して細胞を効率的に吸引・吐出するためには，孔内に最適な不均一電界を形成する必要がある。そのため有限要素法解析ソフトウェアを用いて細孔形状に対する電界分布を計算し，実際に加工した形状での実験結果と比較検討して孔形状の最適化を行った。

バイオオや Medical の field では, raw きた cells だけを selection 択し separation する technology がめられている.これに対しマイクロfluid デバイスとinduced electrophoresis をgroup み合わせた生死死シスみられているが, the separation accuracy and processing capacity are not very suitable for use. This research is based on the design and production of a new electrophoretic electrophoretic membrane with a truncated cone-type micropore membrane and a high precision of separation of life and death, as well as an improvement in throughput. The non-uniform electric boundary in the hole is a special feature, and the raw cells are attracted and spit out with high precision and the separation of the cells is carried out. Electrophoresis is a phenomenon in which the electrophoretic nature of cells depends on the strength of the electric field and causes them to move.であり, これによってraw cells and dead cellsをviolate the direction of movement and separation. In the 4th year of Reiwa, the cylindrical through hole has a commercially available のトラックエッチドメンブThe レンを is made of いて, the バッチstyle の縁体ベース induced electrophoresis デバイスを. The conductivity of the cell suspension and the number of inca cycles are the conditions for the use of electrical conductivity. , It is possible to attract and capture the yeast cells that are born in the pores of the electric world. It is possible to attract and capture them.また, このとき死んだYeast cell はelectric boundary の weak いsquare へmove するためpore からleave れcapture されないこともconfirm した. Therefore, the pores penetrate the cells and the efficiency of attracting and discharging is necessary. It is necessary to form the optimal non-uniform electrical boundary within the pores.そのためFinite element method analysis ソフトウェアをCalculation using いてpore shapeに対するelectric boundary distributionをし, the shape of the machining and the results of the machining are compared with the optimization of the hole shape.