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2017年3月 5日 (日)

マイクロ閉空間での微生物の3次元運動制御に成功-マイクロ流体素子内部へ自在に金属配線を施すレーザー加工技術を開発-

2017年2月28日
理化学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
動画があります。
 
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 理化学研究所(理研)光量子工学
研究領域理研-SIOM連携ユニットの
杉岡幸次ユニットリーダーらの
研究チーム※は、フェムト秒レーザー[1]
(1フェムト秒は1000兆分の1秒、10-15秒)
を用いて、ガラスマイクロチップ内部の
3次元マイクロ流体構造[2]へ
自在に金属薄膜を堆積させることで
金属配線を施す技術を開発しました。
 
 そして、この技術で作製した
「エレクトロフルイディクス[3]」の
閉空間内で、ミドリムシの運動方向を
3次元に制御することに成功しました。
 
 微生物や生細胞の運動方向を
自在に制御することは、
それらの動態・機能を解明するために
極めて重要です。
 
 特に高速で運動する微生物の鞭毛などの
部位を詳細に分析するには、
その動きをさまざまな方向から
観察することが不可欠です。
 
 観察を効率的に行うには、
微生物や生細胞を限られた閉空間に入れて、
その動きを“3次元に制御すること”が
必要です。
 
 研究チームは、マイクロ流体デバイス
[2]内の電界方向を制御し、
電気的に微生物の運動方向を制御する
方法を考案しました。
 
 ガラスマイクロチップ内部に
3次元マイクロ流体構造を構築した後、
超短パルスかつ高強度の
フェムト秒レーザーで流体構造内部を
選択的にアブレーション
(固体の表面がプラズマ化し、原子、
 分子、クラスターが蒸発して
 固体表面が削り取られる現象)すること
で、流体構造内部へ自在に金属薄膜を
堆積させ、金属配線を施す技術を
開発しました。
 
 この技術を用いて、任意の箇所に
電極を配置したエレクトロフルイディクス
と呼ばれるバイオチップを作製しました。
 
 バイオチップ内の電界分布を
時間的・空間的に制御することで、
ミドリムシの運動方向を3次元に制御する
ことに成功しました。
 
 本技術は、微生物や生細胞の
微小な部位や高速運動する部位を
効率的、かつ詳細に観察することができ、
今後、微生物や生細胞の動態・機能の
解明への応用が期待できます。
 
 また、電気化学バイオセンサー[4]など
のエレクトロフルイディクス作製への
応用も期待できます。
 
 本研究は、国際科学雑誌
『Microsystems & Nanoengineering』
(2月27日)に掲載されました。
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 動画興味深いですね。
 
 
>研究チームが開発した技術により
>作製したエレクトロフルイディクスを
>用いれば、微生物や生細胞の運動方向を
>3次元に自在に制御できます。
 
>これにより、微小な部位や高速運動を
>する部位を効率的かつ詳細に観察する
>ことができ、今後、微生物や生細胞の
>動態や機能の解明に貢献することが
>期待できます。
 
 期待しています。

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