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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