超高機能マイクロ・ナノ細胞実験システムの開発

超高性能微纳细胞实验系统开发

基本信息

批准号：
16681010
负责人：
佐藤記一
金额：
$ 16.89万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞を培養するためのマイクロチップを設計し、作製した。チップはフォトレジストSU-8を鋳型に用いたソフトリソグラフィー法によりPDMSを基材として作製した。また、作製したチップを用いた場合の最適な培養方法についても検討を行った。その結果、数種類の細胞について至適な培養条件範囲を明らかにすることができた。また、より精密に生育状態を制御することを目的に、細胞が接着するチップの内表面に数百nmオーダーのストライプ状構造体を作製し、その表面での生育状態についても検討した。ナノ構造体については、ガラス基板に金属パターンを作製してその上に自己組織化膜を構築し、そこに細胞外マトリックスをパターニング化する方法と、ガラス基板に電子線リソグラフィー法とドライエッチング法を組み合わせて凹凸を構築したナノ構造体をPDMSに写し取って、この表面で細胞を培養する方法の2種類を検討し、どちらにおいても細胞が通常の平滑な表面での培養とは異なった生育状態をとる可能性があることを見いだした。とくに凹凸構造上で胃がん細胞を培養した場合、細胞の形状だけではなく細胞の運動性にも大きな差違が生じ、細胞がストライプの方向に激しく移動する現象を見いだした。バイオアッセイ系の構築としては、腸管吸収の検定デバイスを作製した。マイクロチップ内部にメンブレンフィルターを挟み込み、その膜の上下に流路を作製した。膜上に腸上皮細胞のモデル細胞であるCaco-2細胞を培養し、上側の流路に添加した薬剤が下側に透過する量を求めることにより、薬剤の腸管透過性をアッセイすることに成功した。

设计和生产用于培养细胞的微芯片。使用PDMS作为底物制备芯片，该芯片是通过使用Photorsist Su-8作为模板的软光刻来制备的。此外，还研究了使用制备芯片的最佳培养方法。结果，揭示了几种类型细胞的最佳培养条件范围。此外，为了更精确地控制生长状态，在芯片的内表面上制备了数百nm的条纹状结构，在该芯片的内表面彼此粘附，还检查了表面上的生长状态。关于纳米结构，我们研究了两种方法：一种在玻璃基板上创建金属图案的方法，并在其上构建了自组装膜，并在其中构建了一个细胞外基质，而在其上进行了图案化，一种方法是通过将浓度 - convex结构复制到PDM上的纳米结构，并通过将其组合为PDM，并在玻璃层上培养了玻璃层面上，并将其组合在玻璃层面上。我们发现，在这两种情况下，细胞的生长条件可能与正常光滑表面上的培养物具有不同的生长条件。特别是，当胃癌细胞在不平坦的结构上培养时，不仅在细胞的形状和细胞的运动中都发生了主要差异，我们发现细胞朝着条纹的方向剧烈运动。作为生物测定系统，制备了肠吸收测定装置。将膜过滤器夹在微芯片内，并在膜上和下方创建一个流动路径。 CACO-2细胞是肠上皮细胞的模型细胞，在膜上培养，并通过确定添加到可渗透到下侧的上流流通道中的药物量，我们成功地测定了该药物的肠道通透性。