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Research News

載せるだけで細胞の酸素消費量を測定できるシート型センサ

再生医療、創薬支援に役立つ新技術

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工学系研究科・工学部
2015/12/22

© 2015 Takanori Ichiki. (a) シート型センサの写真。 (b)作製したシート型センサの顕微鏡写真から、赤く光るリン光発光性金属錯体(さくたい)を含むセンサ層が、マイクロチャンバーの底面に形成されていることが確認できます。(c) シート型センサの断面写真。

柔らかいシート型センサ
(a) シート型センサの写真。 (b)作製したシート型センサの顕微鏡写真から、赤く光るリン光発光性金属錯体(さくたい)を含むセンサ層が、マイクロチャンバーの底面に形成されていることが確認できます。(c) シート型センサの断面写真。
© 2015 Takanori Ichiki.

東京大学大学院工学系研究科の一木隆範准教授らと株式会社ニコンの共同研究グループは、細胞の酸素代謝を、細胞を傷つけずに計測できる、柔らかい光学式シート型センサを世界で初めて開発しました。培養細胞や3次元組織切片に被せるだけで、細胞を傷つけずに、代謝活動によるわずかな酸素消費量を高感度に測定するのに成功しました。

医薬品や再生医療の研究では、使用する細胞の品質や活性を評価する必要がありますが、従来の計測法では、細胞自体を傷つけてしまうという問題がありました。そこで、培養した細胞を傷つけずに測定することのできるセンサであって、測定後、容易に取り除くことのできる装置の開発が望まれていました。

本研究グループは、培養シャーレ中で、細胞の代謝活性を、細胞を傷つけずに計測でき、終了後には簡単に取り除ける、柔らかいシート型センサを開発しました。本センサは、柔らかな透明ポリマーシートの表面に、マイクロチャンバーと呼ばれる髪の毛の太さほどの小さなへこみがたくさん形成されており、その中に酸素の濃度によって発光の反応が変わるリン光発光性金属錯体(さくたい)のセンサを備えています。

「このシートを培養細胞や生体組織に載せ、センサが発する光を自動的に検出する自動光学計測システムと組み合わせて使ったところ、1分間に100箇所の自動計測が行え、がん細胞やラットの脳組織中の神経細胞の酸素代謝を計測することに成功しました」と一木准教授は話します。「今回開発したセンサシートは、大量生産が可能で、医薬品開発や再生医療用に用いる細胞の品質管理技術に応用できると考えています」。

プレスリリース

論文情報

Mari Kojima, Hiroaki Takehara, Takanori Akagi, Hirofumi Shiono, and Takanori Ichiki, "Flexible sheet-type sensor for noninvasive measurement of cellular oxygen metabolism on a culture dish", PLOS ONE Online Edition: 2015/12/2 (Japan time), doi:10.1371/journal.pone.0143774.
論文へのリンク(掲載誌UTokyo Repository

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