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超高速光駆動によるマイクロツールの細胞内挿入及び単一細胞温度計測

使用超高速光驱进行微型工具的细胞内插入和单细胞温度测量

基本信息

批准号：
13J03580
负责人：
早川健
金额：
$ 1.28万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，単一細胞解析を目指した，光駆動マイクロツールの細胞内挿入手法，及びその処理能力向上のためのオンチップ細胞操作手法に関する研究を行った．まず，細胞内挿入用マイクロツールの作製を行った．マイクロツールを細胞内へ挿入するために，挿入が容易なナノ構造を持つナノマテリアルとフォトレジストによる構造を併せ持つ，ハイブリッドナノロボットを提案した．さらに，ナノマテリアルには様々な優れた特性を持つ材料が多数あるため，目的とするナノロボットに適した材料を搭載することにより，様々な機能を実現することができる．本研究では，150 nm程度の先端径を持つカーボンナノチューブ（CNT）を搭載したハイブリッドナノロボットの作製に成功した．さらに，CNTの持つ光熱変換特性に着目し，CNTにレーザー照射することにより，細胞膜に熱的に穿孔を行い，蛍光ビーズを導入することに成功した．次に，上記ナノロボットの処理能力を向上させるための，オンチップ細胞操作手法の研究を行った．ロボットによる作業を行う際には光ピンセットによる操作が必要となるが，高倍率の対物レンズが必要となり，作業範囲が狭いため処理能力の向上に限界があった．そこで，作業エリアに細胞を搬送するためのオンチップ細胞操作法として，振動誘起流れを用いた方法を提案した．まず，マイクロピラーをチップ上に作製し，チップに円振動を印可することにより，ピラー周りに局所流れを誘起できることを確認した．これを用いて，マイクロピラーを螺旋状に配置することにより，ピラーに沿って細胞を搬送し，螺旋中心に集めることが可能となる．これにより，ナノロボットによる細胞穿孔作業が効率化されることが期待される．本研究成果は，単一細胞解析のためのナノロボットと，オンチップ細胞操作手法を提案したものであり，これらは生物学，医学，工学等の分野で今後大きく役立つものであると考えられる．

This study is based on the single-cell analysis method and the intracellular insertion technique of Hikari Akira , and the research on cell manipulation techniques for improving the processing capacity of びそののためのオンチップ is done.まず, intracellular insertion is made with マイクロツールのを行った. It can be easily inserted into the cells because of its easy insertion.アルとフォトレジストによるstructural and せholdつ, ハイブリッドナノロボットを proposalした．さらに,ナノマテリアルには様々な优れたcharacteristicsをholdつMaterialがmostあるため,purposeとするThe material of the ナノロボットにしたを is equipped with the することにより, and the function of the 様々な is now することができる. In this study, 150 The tip diameter of nm level is the same as that of the CNT (CNT).さらに, CNT's photothermal conversion properties are immersed, CNT's irradiation is irradiatedにより, the cell membrane にhot にperforation を行い, 荍光ビーズを introduction することにsuccessful した. Times, the processing capacity of the above-mentioned ナノロボットのをさせるための, the research on the cell manipulation technique of the オンチップの行った.となるが, high magnification The work scope is narrow and the handling capacity is limited.そこで, work エリアにcell をtransport するためのオンチップcell operation method として, vibration induced flow れをいた method をproposal した．まず，マイクロピラーをチップ上に产し，チップに円vibrationをprintableすThe ることにより, the ピラーweek りに bureau's flow れを induced the できることをconfirmation した．これを Use いて, マイクロピラーをspiral configuration することにより, ピThe ラーに is transported along the って cells を, and the center of the spiral is gathered and めることが is possible.これにより, ナノロボットによるThe efficiency of cell punching operations is されることがLooking forward to される. The results of this research include a proposal for a single cell analysis method and a cell manipulation method.のであり, これらは Biology, medicine, engineering, etc. are divided into different fields.