誘電泳動による細胞パターニング可能なデバイスへの改良 発表者 2013年 0018番 村上 愼彌 指導教員 仲町英治 教授 背景 薬剤スクリーニング 薬剤スクリーニングの問題点 薬剤スクリーニング法は微細加工技術の発展により，安価で簡便なシステムやハイスループット な評価システムへ展開されている．しかし，薬剤投与される生体組織の形状が制御されておら ず（実験試料に再現性が無い），新薬候補の化合物のみの機能を正確に評価できていない． 目的 Nerve cell Electrode 研究目的を任意形状の生体組織の作製とし，誘電泳動法によるPC12Dパ http://www.hokudai.ac.jp/bureau/populi/edition13/P09_P10.htm 細胞操作方法の例 ターニング用Bio‐MEMSデバイスの開発を行う． 誘電泳動法（DEP） マイクロピンセット法 研究課題 細胞操作手法の選定 誘電泳動法 細胞配置用電極の創製 フォトリソグラフィ技術 Suzuki, M.,et al. ,Biosensors and Bioelectronics(2008),pp.1043-1047 Cell http://www-arailab.sys.es.osaka-u.ac.jp /web/images/booklet_no2.pdf 任意の位置に細胞操作が可能となる． デバイスの構造および作製方法 細胞操作効率の観点から細胞操作方法としてDEPに着目 デバイスの構造 DEPの原理 Dirk, R.,et al. ,The Royal Society of Chemistry, (2007), 細胞配置穴用電極の作製方法 Nerve cell Solution SU-8 ITO a)Particles into device SU-8 細胞配置用電極の構造 ITO electrode a)SU-8 coating d)SU-8 coating ITO electrode SU-8 z UV light y Mask1 x b)Exposure b) Apply voltage amplitude DEPは電気の引力と重力を利用して細胞を 操作する方法である．左図のように不均一 な電場を作製する．電気の引力は電場が高 くなるほど大きくなるため，細胞は電場の高 い箇所に移動する． 作製結果 図のように，下部電極はITO上に細胞を配置する 空間（細胞配置穴）を絶縁体で作製したものであ る．細胞配置穴の底面にITOが露出するように作 製することで，電場の集中が配置穴部で生じ，細 胞を細胞配置穴に引き寄せることができる．下部 電極の作製は感光性材料（SU-8）によるフォトリ ソグラフィ技術を用いた． Mask2 e)Exposure c)Development f)Development デバイス 細胞配置穴用電極 Tube Copper 20 m 80 m 15mm Hole for cell patterning ITO-glass 誘電泳動実験方法および結果 実験方法 PC-12 実験結果 ・細胞懸濁液： PC-12 （ Diameter=10 m ） and DEP buffer ・電圧：10 Vp-p ・周波数：12 MHz Oscilloscope Microscope Micro pump 40 m a) Before DEP 5 mm PC-12 b) After DEP 細胞トラップに成功 Function generator 結言 細胞配置用電極の創製に成功 本デバイスの細胞パターニングの有用性が示唆された
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