【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TT0005
利用課題名 / Title
細胞培養マイクロシャーレデバイスの試作
利用した実施機関 / Support Institute
豊田工業大学 / Toyota Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
シリコン基材料・デバイス,光学顕微鏡/ Optical microscope,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
熊谷 慎也
所属名 / Affiliation
名城大学 理工学部電気電子工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
沖野 隼大,國立 悠斗,中西 玄,山本 連太郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
佐々木 実 教授
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TT-011：Deep Reactive Ion Etching装置（Boschプロセス）
TT-008：洗浄ドラフト一式
TT-015：デジタルマイクロスコープ群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
細胞が外界からの刺激を対して反応を示すことは広く知られており、研究者は独自の刺激要素を用いて、人にとって有用な細胞を創り出してきた。細胞を安定に培養し、その細胞に外界からの刺激を与え、その後の反応を追跡することは、細胞の自在な制御に向けての基本といえる。本研究では、細胞の自在な制御に向けて、細胞培養に適したマイクロシャーレデバイスを試作し、そのデバイスを用いて細胞を培養し、外部刺激を与えた際の細胞の反応を検討した。
実験 / Experimental
シリコン基板にフォトリソグラフィーで細胞培養用マイクロシャーレのパターンを形成した後、Deep Reactive Ion Etching装置を用いて深掘りエッチングを行い、マイクロシャーレを形成した。その後、利用者の研究機関で、試作したマイクロシャーレデバイスの表面に化学修飾を行って細胞とデバイス表面との親和性を向上させた後、マウス線維芽細胞を播種し、デバイス上で細胞培養を行った。続いて、培養細胞に外部から刺激を与え、その際の細胞の形状変化を顕微鏡観察によって観測した。
結果と考察 / Results and Discussion
シリコン基板のDeep RIE加工時には、適宜、基板を取り出し、光学顕微鏡観察を行ってエッチングの状態（エッチング深さ）を確認しながら、加工を行った。その結果、マイクロシャーレデバイスの作製の歩留まりを上げることができた。マイクロシャーレデバイス上での細胞培養に関しては、シリコン基板表面の化学修飾を行うことで、細胞の付着密度を向上できた。安定に培養されたことで、細胞から糸状仮足（filopodia）の形成がみられた。この細胞に対し、外部から刺激を与えると、細胞の糸状仮足は消失し、丸まった形状へと変化した。外部刺激によって、細胞の基板への接着が阻害されたと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- S. Kumagai, M. Kobayashi, T. Shimizu, M. Sasaki, “Plasma-on-Chip: A Microdevice for Direct Plasma Exposure of Cultured Cells”, ICPIG XXXV 2023, Egmond aan Zee, Jul. 9-14, 2023.
- S. Kumagai, H. Okino, R. Yamamoto, K. Tomoda, M. Kobayashi, “Development of non-thermal atmospheric pressure plasma exposure microsystems aiming for cell controll”, CiRA 2023 International Symposium, Kyoto University, Nov. 29, 30, 2023.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件