誘電泳動を利用した異種細胞のパターニング技術の開発

利用介电泳开发异质细胞图案化技术

基本信息

批准号：
17750149
负责人：
安川智之
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞の誘電泳動特性の評価について詳細に検討し,ネガティブ誘電泳動の作用する周波数領域を調査した.この結果を基に,ネガティブ誘電泳動による細胞の大量一括で迅速なライン配列技術を確立できた.ネガティブ誘電泳動を利用すると細胞は電場強度の弱い方向に移動するため,電場強度の強い電極表面へ接触することなく配列させることが可能であった.電極に交流電圧を印加して1分程度での細胞ラインの形成が可能であった.3-5分間電圧印加状態を保持すると細胞は基板表面に付着した.さらに,デバイスを電極基板と細胞配列基板に分離し,配列化細胞を培養することができた.細胞配列に要する印加電圧,周波数および印加時間と細胞のバイアビリティーの関連について詳細に評価できた.また,細胞の電極表面への接触による破裂,電極の汚染を低減させるために電極表面をアモルファスフッ素樹脂の薄膜でコーティングすることにより,ポジティブ誘電泳動による電極表面での細胞のペアリングおよび数珠状の細胞ワイヤを創製できた.上下の基板にくし型マイクロバンドアレイ電極を配置した3次元アレイ電極を用いたネガティブ誘電泳動により細胞をバンドの格子点にドット状に配列できた.さらに,上下基板の4本のバンド電極で構成されるグリッド内へ細胞を捕捉し回転させることができた.これは,4本の電極へ印加する交流電圧の周波数を90度ずつ位相をずらすことにより達成された.この方法を用いると大量の細胞を一括で回転させることができるため,1回の実験で細胞膜表面の特性を統計学的に高精度で解析可能となる.実際に,細胞膜に提示された表面タンパク質(CD7)を発現しているヒトTリンパ種および発現していないヒト単球では,同周波数条件で回転速度が異なった.この研究課題を遂行するにあたり誘電泳動の新たな応用展開を多方面で示した.

我们对细胞介电泳特性的评估进行了详细的研究，并调查了负介电泳工作的频率范围。基于这些结果，我们能够建立一种使用负介电泳的体细胞快速线阵列技术。介电泳时，细胞向电场强度弱的方向移动，因此可以在不接触电场强度强的电极表面的情况下排列细胞，从而可以形成细胞系。当电压维持3-5分钟时，细胞粘附在基板表面。此外，该装置被分离成电极基板和细胞阵列基板，并且可以对阵列的细胞进行详细评估。所需的施加电压、频率和施加时间与细胞活力之间的关系此外，为了减少由于与电极表面接触而导致的细胞破裂和电极污染，在电极表面覆盖了一层非晶薄膜。我决定涂上氟树脂。通过使用正介电泳，我们能够在电极表面上配对细胞并创建珠状细胞线。通过负介电泳，我们能够在电极表面上配对细胞并创建可以排列成珠状的细胞线。此外，细胞可以在上下基板上的四个带状电极组成的网格内捕获和旋转。交流电压的频率为90°。这是通过逐级移动相位来实现的，使用这种方法可以同时旋转大量细胞，从而可以在一次实验中高精度地统计分析细胞膜表面的特征。事实上，它存在于细胞膜上。表达表面蛋白（CD7）的人类T淋巴细胞和在相同频率条件下没有不同旋转速度的人类单核细胞。为了开展这个研究项目，我们寻求开发介电泳的新应用，这通过多种方式得到了证明。