肝細胞スフェロイドチップの開発

肝细胞球体芯片的研制

基本信息

批准号：
18860017
负责人：
福田淳二
金额：
$ 1.77万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

一年目には、細胞チップによる測定結果の信頼性を左右する最も重要な因子が細胞の生存状態であると考え、良好な生存状態が維持される3次元細胞組織体をチップ上に自発的に形成・マイクロアレイ化する技術を開発した。そこで2年目は、チップ上における細胞機能解析技術を開発した。この細胞チップには、電気化学的原理を利用したマイクロポンプとセンサを集積化し、培養から測定までの一連の作業をワンチップ上で行える機能測定システムとした。特に、一回のサンプリング量を12nlと極微量に制御し、電気的なスイッチを押すだけでサンプリングおよび測定がおこなわれるよう設計することで、インキュベータ中に培養系を静置したまま、短い間隔で連続的なモニタリングを実現した。実際に機能計測の例として、肝細胞のアンモニア代謝機能をモニタリング可能であることを示した。肝細胞の播種密度11cells/mm^2において、1mMのアンモニアが3時間後には0.27mMまで低下する様子をモニタリングし、通常のディッシュ上で培養し市販キットにより3時間後のみを測定したときと良く一致することが示された。従来の測定法と異なり、本チップでは煩雑な前処理無しに、高い時間分解能で自動的な測定が可能となった。また、本システムでは、送液、センシングをすべて電気化学的原理に基づいて構築しているため、微小化、集積化に適している。チップ挿入ロをもつハンディタイプの分析機器への展開を目指し検討を続けている。本研究に関連する成果は、本研究課題の研究期間である平成18年度および平成19年度で原著英語論文21報に結実した。

在第一年，我们认为影响使用细胞芯片测量结果可靠性的最重要因素是细胞的存活状态，因此我们自发地在芯片上创建了保持良好存活状态的3D细胞组织。一种形成和创建微阵列的技术。因此，第二年我们开发了芯片上的细胞功能分析技术。该细胞芯片集成了利用电化学原理的微型泵和传感器，创建了一个功能测量系统，可以在单个芯片上执行从培养到测量的一系列操作。特别是，通过将一次采样量控制在12nl的极少量，并设计成只需按下电气开关即可进行采样和测量，培养系统可以在培养箱中保持静止，并且可以短时间间隔取样，实现连续监测。作为功能测量的一个例子，我们证明可以监测肝细胞的氨代谢功能。在肝细胞接种密度为 11 个细胞/mm^2 时，我们监测了 3 小时后 1mM 氨如何降至 0.27mM，这比在普通培养皿上培养并仅在 3 小时后使用市售试剂盒进行测量的情况要好。显示它们匹配。与传统的测量方法不同，该芯片无需复杂的预处理即可实现高时间分辨率的自动测量。此外，该系统适合小型化和集成化，因为所有液体供给和传感都是基于电化学原理构建的。我们正在继续考虑开发带有芯片插槽的手持式分析设备的可能性。与本研究相关的成果在2006年和2007年产生了21篇英文原论文，这是本研究项目的研究期。