研究開発された技術紹介

医薬品製造のための遺伝子組換え細胞構築や血中細胞による癌診断の分野において、非標識で希少細胞を選別する技術が求められている。近年、有望な手法として誘電泳動が研究されているが、前処理が必要であったり、処理量が低い問題がある。本申請では誘電泳動に流体力学的手法を組み合せることで、誘電泳動の弱点を克服した革新的な誘電泳動細胞分離システムを開発し、非標識で希少細胞を選抜可能とし川下ニーズに対応する

誘電泳動に流体力学的手法を組み合わせることで誘電泳動の弱点を克服し、非標識で希少細胞を選抜可能とする革新的な誘電泳動細胞分離システムを開発する
(新技術)
非標識で希少細胞を選抜可能とする誘電泳動細胞分離システム
(新技術の特徴)
誘電泳動に流体力学的手法を組み合せることで誘電泳動の弱点を克服できる

・三次元形状の誘電泳動電極の開発に先立ち、平面電極とマイクロ流路を持つ分離実験デバイスを試作し、細胞分離実験を行った。分離実験では生死細胞の分離に成功し、分離性能は最大90%を実現した
・誘電泳動を利用した細胞分離では高導電率液体中では分離が阻害されるため、サンプル液の導電率が問題となる。それを解決する流体力学的フィルターの設計、試作を行い、前処理性能を検証したところ、誘電泳動を十分に阻害しない導電率に液の置換が可能となった
・用途開発として、血中循環腫瘍細胞(CTC)の分離では、がんパネル細胞株のうち7種類の細胞株と正常血液細胞のCOF計測を実施し、分離に最適な周波数を見出し、さらに、開発した細胞分離システムを用い、健常者血液中にスパイクしたがん細胞の分離を試み、90%以上の捕捉率でがん細胞を分離することが可能であった

【論文】
・佐藤健太， 内田諭， 杤久保文嘉， 円城寺隆治， 脇坂嘉一：3次元誘電泳動分離デバイスにおける細胞挙動の数値解析, 静電気学会誌, 41, 2, p93-98 (2017)
【特許】
・解析装置および分離装置：特願2016-016119, 特許6441838

開発した非標識・非侵襲な細胞分離分析システムにより
-血中循環腫瘍細胞（CTC）
-検出再生医療関連細胞の分離、細胞状態解析
などのニーズに対応することが可能

プロトタイプ機の製造を行い、共同研究先等で機能検証中である。

非標識・非侵襲性を有する画期的なシステム
・健常者血液にスパイクしたがん細胞の分離実証試験を実施したところ、90%以上の捕捉回収性能で分離できる結果を得た
・細胞の標識が不要で、前処理をほとんどせず(2倍希釈のみ)にそのまま分離装置にアプライするだけで分離を行うことができる
・希少細胞選抜が可能である

・バイオ関連の研究機器はもとより、再生医療及び臨床(がん細胞検出)市場への導入を検討している
・バイオ関連研究機器およびがん細胞検出への応用展開を図り、細胞分離システムとしての装置販売を行っていく
・また、再生医療関連への応用展開も順次実施していく予定である