化学とマイクロ・ナノシステム研究会誌
Vol.12, No.1 (2013)

化学とマイクロ･ナノシステム
第 12 巻 第 1 号
目次
化学とマイクロ・ナノシステム研究会 法人化に関してのお知らせ
事務局からのお知らせ

丹羽 修 ・・・・・・・

総説・解説
超高感度検出法の開発とマイクロ・拡張ナノ化学への展開
馬渡 和真、 北森 武彦
メチル化 DNA の迅速検出を目指して

栗田 僚二

・・・・・・

1

2

・・・・・・ 8

ICP-MS 連結マイクロ流路による 1 細胞レベルでの金属元素検出システムの開発
宮崎 義之、安井 隆雄、宮下 振一、稲垣 和三、
加地 範匡、梅村 知也、渡慶次 学、馬場 嘉信 ・・・・・・ 16
TAS2012 OKINAWA 報告
開催概要

藤井 輝夫

・・・・・・ 22

研究概要

尾上 弘晃、安井 隆雄、遠藤 達郎

・・・・・・ 23

学生ポスター賞

竹内 昌治

・・・・・・ 29

交流事業(バンケット)

渡慶次 学・・・・・・ 30

第 26 回化学とマイクロ・ナノシステム研究会（沖縄）丹羽 修、栗田 僚二、加藤 大・・・・・・ 32

Lab on a Chip 目次紹介 (vol. 12 (5-24))
名大・馬場研、千葉大・関 研、東大・火原研、北大・渡慶次研

・・・・・・ 34

お知らせTAS2013 Freiburg
ISMM2013
第 27 回化学とマイクロ・ナノシステム研究会(仙台)
変更届「化学とマイクロ・ナノシステム研究会」入会案内

・・・・・・ 81

化学とマイクロ・ナノシステム研究会

法人化に関してのお知らせ
化学とマイクロナノシステム研究会
会長

丹羽

修

本会、化学とマイクロナノシステム研究会は、昨年 5 月 17 日の定期総会（熊本、崇城大学）
でご承認を得て、一般社団法人化の手続を進めてまいりました。昨年 12 月 12 日に東京大学工学部において設立社員総会を経て、本年 1 月 11 日文京公証役場で新法人定款認証を受け、本年 4
月 1 日より「一般社団法人化学とマイクロ･ナノシステム学会」として活動することになりました。本会も活動を開始してから 12 年を経過し、会員も着実に増加し活動も充実してきたこと、
化学･生命科学マイクロシステム国際会議 (マイクロ TAS)やマイクロ化学とマイクロシステム
に関する国際シンポジウム (ISMM)の共催を通じて世界に存在を示すにいたっていることなどから法人化は、喫緊の課題となっておりましたが、平成 25 年度からは人格ある法人として学会・社会等に貢献し、活動を行っていくことができます。
平成 25 年度からの法人化に伴う変更は、今後会誌、ホームページ、総会などを通じてご案内致します。設立時の役員は現状の役員が引き継ぎますが、主たる事務所の所在地は、東京大学総合研究奨励会内になる予定です。会員の皆様には、今後も本会の御支援、御指導をよろしくお願い致します。
役員：新井史人、岩崎 弦、北岡光夫、佐藤香枝、高村 禅、渡慶次学、西澤松彦、
丹羽 修、久本秀明、藤井輝夫 (以上理事)、大塚浩二、関 実 (以上監事)
代表理事：丹羽 修

事務局からのお知らせ
会費納入方法の変更
法人化に伴い、平成 25 年度会費納入方法を暫定的に変更いたします。従来は 3 月会
誌発送時に請求書を同封しておりましたが、4 月 1 日以降取引銀行及びゆうちょ銀行の口座番号が変更になりますので 4 月中旬以降に請求書を郵送させていただきます。
納入期限は平成 25 年度のみ 6 月末日とさせていただきます。ご協力のほどよろしく
お願い申し上げます。
事務局の住所について
本部の所在地は、下記の住所に変更いたします。
〒113-8656 東京都文京区弥生 2-11-16
東京大学工学部総合研究機構一般財団法人総合研究奨励会内 （法人登記住所）
事務局の実務は、従来通りの場所で行います。
〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1
東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻北森研究室気付
TEL：03-5841-7231 FAX：03-5841-6039 E-mail：cheminas@icl.t.u-tokyo.ac.jp
入会申込みご希望の方へ
下記ホームページから入会申込書をダウンロードして、FAX 又はメールで事務局へお送り下さい。
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kitamori/CHEMINAS/

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

1

総説・解説超高感度検出法の開発とマイクロ・拡張ナノ化学への展開
馬渡和真 1,2, 北森武彦 1,2
1 東京大学大学院工学系研究科, 2（独）科学技術振興機構

CREST

Ultrasensitive detection methods and application to micro andextended-nano chemistry
Kazuma MAWATARI1,2, Takehiko KITAMORI1,2
1

School of Engineering, The University of Tokyo
CREST, Japan Science and Technology Agency

2

Abstract
Micro fluidic systems are downscaling to 101-103 nm scale fluidic systems which we call extended
nanospace. Due to the transient region from single molecules to normal liquid, many unique liquid
properties were reported. In addition, unique applications can be expected. Especially, extended
nanospace can provide highly efficient and ultra-small volume analytical technology, which is promisingfor single cell analysis. However, there are many technical challenges: ultrasensitive detection technology
for nonfluorescent molecules. In this review, we introduce our ultrasensitive detection method, thermal lensmicroscope, and its application to microfluidic and extended-nano fluidic technology.
Keywords: Thermal lens microscope, microsystem, extended-nano fluidics, liquid properties
1. はじめにステム化とともに、マイクロ・拡張ナノ化学システ

近年、半導体の微細加工技術を利用して、数セン

ムへの展開について紹介したい。

チ角の基板（マイクロチップ）上にマイクロ流路を形成してさまざまな化学プロセスを集積化し、従来

2. 熱レンズ顕微鏡(TLM)とデバイス化の分析・診断・合成を飛躍的に小型化・微量化・短時マイクロ化学システムの実現には、化学プロセス

間化・並列化するマイクロ化学が世界中で盛んに研集積化の方法論に加えて、さまざまな基盤技術が必究されている。1990 年代の電気泳動のマイクロチッ

要となる。例えば、微細加工・流体制御・検出技術・プ化に始まり、マイクロ化学システムに必要となる実装技術等が挙げられる。これら基盤技術が整備さ基盤技術（加工や流体制御、検出など）が開発されれてはじめてマイクロ化学システムが機能する。こた 2000 年代にはさまざまな応用展開が可能になり、の中でも特に検出技術は非常に挑戦的で重要な技術

マイクロ化学の分野が飛躍的に拡大した。また、マである。マイクロ空間は 1-100m 程度の細さであり、イクロよりも小さい空間である拡張ナノ空間（10-cm スケールであるマクロ空間の分析方法に比べて、100nm）の研究領域も創成され、マイクロ流体とは質

絶対量で百万倍以上の感度が必要となり、究極的に的に異なるユニークな流体・化学特性が見出されるは単一分子レベルの感度が求められる。従来、高感とともに、これらの特性を利用した新しいデバイス

度な検出方法として光照射後の蛍光を測定する蛍光も実現されてきている。このような流れの中、私は法が用いられてきたが、蛍光性分子に限られ、蛍光検出技術、とくに光吸収・発熱現象を利用した熱レ標識が必要など、実試料をそのまま分析する場合にンズ顕微鏡の開発とマイクロ・拡張ナノ流体システ

制限がある。また、化学分析においては、アナライ

ムへの応用を主に研究を推進してきた。1998 年-2003

トは非蛍光性分子であることが多く、そのため吸光

年の５年間、旭化成株式会社研究開発本部において、を用いる化学分析法が医療や環境分析など幅広く開

医療分野をターゲットとしたマイクロ化学システム

発されてきた。これら吸光ベースの化学分析法はその実用化研究も推進してきた。このように、超高感の歴史が長く、実際の医療診断や分析の公定法とし度検出法をベースとして、マイクロ・拡張ナノ流体て幅広く用いられてきている。しかし、その検出法の基礎科学からデバイス・システム応用まで幅広くである吸光法は感度が光路長に比例するため、cm ス

研究を展開してきた。そこで、本解説においては、

ケールの空間では検出できてもマイクロ空間では感これら検出法の開発に主眼をおき、デバイス化・シ度が著しく低くなり適用は困難である。一方、高感

2

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

メチル化 DNA の迅速検出を目指して
栗田僚二

独立行政法人産業技術総合研究所
バイオメディカル研究部門 ナノバイオデバイス研究グループ

DNA Methylation Analysis by Electrogenerated
Chemiluminescence and Bulge-Specific Immuno-Recognition
Ryoji KURITA
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Biomedical Research Institute, Nano-biodevice Research Group
Abstract
This paper reports the array type chip for DNA methylation assay by electrochemiluminescence (ECL)
detection. This was achieved using a small volume sample between two thin film electrodes that enabled us toobserve an ECL emission derived from an anti methyl-cytosine antibody with a high signal-to-noise ratio. The
ECL-based methylcytosine detection has been further improved using an antibody labeled withacetylcholinesterase. The acetylcholinesterase converted acetylthiocholine to thiocholine, which was
accumulated on a gold electrode surface via gold-thiol binding. This surface accumulated pre-concentration
made it possible to observe bright and distinctive ECL by applying a potential to the gold electrode in thepresence of a tris(2,2-bipyridyl)ruthenium complex luminophore when the analyte DNA contained amethylation region. We also report the sequence -selective discrimination of the cytosine methylation status in
DNA with anti methylcytosine antibody. This was realized by employing an affinity measurement involving
the target methylcytosine in a bulge region and anti methylcytosine antibody, following hybridization with abulge-inducing DNA to ensure that the only the target methylcytosine is located in the bulge. By employing
the difference between the affinity in the bulge and that in the duplex, we could determine selectively whether
or not the target cytosine was methylated in an O6-methylguanine DNA methyltransferase promoter sequencewith a single base level. The sequence-selective discrimination of the methylation status could also be obtainedwith various types of interfering genomic DNA contamination without any conventional bisulfite treatment,
polymerase chain reaction or electrophoresis.
Keywords: Epigenetics; 5-Methylcytosine; Immunoassay; Electrochemistry

1. はじめにるほど長躯であられる丹羽先生から「これからはマ

私がマイクロセンシングチップに初めて触れたのイクロ化だ！！」と言われたときには、冗談かと思は、前職（NTT アドバンステクノロジ(株)）に在籍しいました。が、もちろん冗談ではなく、その後 10 年ていた時です。当時、私は神経細胞から放出される

以上、我々の研究室ではマイクロデバイスの研究を

アセチルコリンなどの神経伝達物質を、リアルタイ

続けております。

ムで計測可能なバイオセンサの研究開発に携わっていました。開発したセンサは十分な感度を示すもの

2．メチル化 DNA の迅速計測に向けての、応答速度が遅く、さらに多くの試料量を必要と

私はこれまで、電気化学[2]および表面プラズモンするため、時間・空間分解能に乏しい解析しか出来共鳴現象[3]に基づくマイクロセンシングデバイス

ませんでした。そこで、御指導頂いていた丹羽修 NTTを開発してきました。両者の検出に共通するのは、主幹研究員（現 CHEMINAS 会長、産総研）から、マ

固―液界面の表面分析であることです。電気化学反イクロ分析技術を取り入れるご提案を頂きました。

応は電極表面の電気二重層（条件にもよりますが概本会会員の方はご存じと思いますが、ハーフナー・

ね 1 nm 程度）でしかおこらず、表面プラズモン共鳴

マイクにヘディングで競り勝つのでは[1]と思われ角に影響を与えるのは、金属表面からのエバネッセ

8

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

ICP-MS 連結マイクロ流路による 1 細胞レベルでの金属元素検出システムの開発
宮崎 義之 1,2, 安井 隆雄 1,2, 宮下振一 3, 稲垣 和三 3,
加地 範匡*1,2,梅村 知也 4, 渡慶次 学 2,5, 馬場 嘉信 1,2,6
1 名古屋大学大学院工学研究科, 2 名古屋大学革新ナノバイオデバイス研究センター,
3 産業技術総合研究所

計測標準研究部門, 4 名古屋大学エコトピア科学研究所,
5 北海道大学大学院工学研究院, 6 産業技術総合研究所 健康工学研究部門

Development of the Detection System for Metallic Elements in a Single
Cell Using Microfluidic Devices Coupled with ICP-MS

Yoshiyuki Miyazaki1, 2, Takao Yasui1, 2, Shinichi Miyashita3, Kazumi Inagaki3,
Noritada Kaji*1, 2, Tomonari Umemura4, Manabu Tokeshi2, 5, and Yoshinobu Baba1, 2, 6
1

Department of Applied Chemistry, Nagoya University, Japan,
FIRST Research Center for Innovative Nanobiodevices, Nagoya University, Japan,
3
Metrology Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan
4
EcoTopia Science Institute, Nagoya University, Japan,
5
Division of Biotechnology and Macromolecular Chemistry, Hokkaido University, Japan,
6
Health Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST),Japan
2

Abstract
Single cell analysis technology has received much attention because of its capability of high accurate andquantitative analysis for each cell. Cells, which have a risk to be cancer cells, have the potential to change theinertial amount of metallic elements, and this slight variance is anticipated to be innovative biomarkers for an earlycancer diagnosis. In this study, we fabricated the microfluidic devices to make cancer cells keep in line, analyzed
behaviors of these cells under high-speed camera, and finally, launched those cells into ICP-MS via a nebulizer tospecify and quantify the metallic elements. First, we designed and fabricated several kinds of microfluidic devices
using soft lithography and PDMS to make cells keep in line. Microbeads and cancer cells were introduced into
these microfluidic devices, and those behaviors were captured by high-speed camera. To achieve an ideal behaviorof the cells, we changed flow rates and concentration of cells. After that, we connected the microfluidic devices to
ICP-MS via a nebulizer, and directly launched aligned-cells in ICP-MS. Some elements signals, which might bederived from cancer cells, were measured by ICP-MS. In the future, we will perform an optimization study suchas flow rates, concentration of cells, and microfluidic designs, and single cell analysis by ICP-MS.
Keywords: Single Cell Analysis, ICP-MS, PDMS
1 はじめにいても、単一細胞の定量的な解析の重要性がうかがえ

近年、細胞内物質を単一細胞レベルで定量解析する単る 1)。これは生体中に存在する微量金属が生命活動の一細胞解析技術が注目を集めている。この技術は、あ機能発現に関与していることを解明する学問であり、る細胞群における 1 つ 1 つの細胞挙動を精密にコント

メタロミクスの研究目標の中には、「生物(生体)試料中ロールし、単一細胞レベルで解析することによって、の金属元素の濃度と分布の測定-生物細胞 1 個の全元細胞群として得られていたデータが個々の細胞の定素分析」というものがある。特に世界中で推進されて量的な結果から成るデータとなることで、細胞を｢個｣いる生命科学の主要な研究領域としてのゲノミクスとして捉えた細胞群の分析が可能となる。定量的な単やプロテオミクスにおいて、ゲノムの合成には亜鉛を一細胞解析技術は、新薬の開発や疾病の診断、基礎生含むタンパク質である DNA ポリメラーゼや RNA ポリ

物学研究への貢献などさまざまな分野での応用が期

メラーゼが関与する等、多くの生理機能の発現には金待されている。また、2004 年に提唱された生体金属支属酵素の関わりも指摘されており、単一細胞内の亜鉛

援機能化学と呼ばれるメタロミクス(Metallomics)におの金属量を定量的に解析することで、ゲノム合成をよ16

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

学会報告

TAS2012 OKINAWA：開催概要
第 16 回化学・生命科学マイクロシステム国際会議（通称TAS）は、2012 年には 10 月 28 日ら 11 月 1 日までの日程で、沖縄県宜野湾市にある沖縄コンベンシ
ョ ン セ ン タ ー に て 、 CBMS(Chemical and Biological
Microsystems Society)と本会の共同主催によって開催された。これまで 2002 年に奈良、2006 年には東京で開催されたのに続いて日本では 3 回目の開催である。
開催組織としては大変幸いなことに、本会理事を始め、国内のTAS 研究をリードする総勢 35 名余りの先生方からなる実行委員会、前回までの日本及びアジア開催時の議長からなるアドバイザリー委員会（委員長
北森武彦東京大学教授）、小林敏雄東京大学名誉教授を委員長とする財務委員会等、万全の体制で開催に臨むことができた。
本会議の主要テーマである以下の 9 分野での発表募集を行い、1200 件を超える申し込みから国際論文委員会によって選考された 664 件の論文が、4 日間にわたる 28 の口頭発表セッションおよび 3 回のポスターセッションにおいて発表された。
– Microfluidics and Nanofluidics– Life Science Applications– Cell & Tissue Applications– Analysis and Synthesis Applications– MEMS and NEMS Technologies– Nanotechnologies– Imaging and Detection Technologies– Integrated Sample-to-Answer Systems– Other Applications
また、各テーマにそった全体講演として、中垣 俊之(はこだて未来大学)、F. Paolo Di Giorgio (スイス Novartis
Institutes for BioMedical Research)、James M. Birch (米国Monterey Bay Aquarium Research Institute) 、 Shuichi
Takayama (米国 University of Michigan)、Sunghoon Kwon
(韓国 Seoul National University)、Roland Zengerle (ドイツ University of Freiburg)の各氏による 6 件の講演が行われた。さらに、開催地である沖縄の特性を考慮して、
μTAS の海洋への応用をテーマとした特別セッション
22を企画され、4 件の招待講演の発表が行われた。これ
らプログラムの編成にあたっては、実行委員会幹事の東京大学生産技術研究所竹内昌治准教授、火原彰秀准教授（開催当時）ならびに海洋研究開発機構の福場辰
洋技術研究主任、東京工業大学の山本貴富喜准教授に多大なご努力をいただいた。
当日は、プロモーション委員会（委員長 山田真澄千
葉大学特任准教授、山本貴富喜東京工業大学准教授）の努力もあって、33 ヵ国地域から 921 名、うち海外からは 599 名の参加者を数え、またポスター発表会場ででは、33 の団体、企業による展示も同時に行われた。
会議の全期間にわたって、極めて活発な議論が行われ、国際的な学術交流の場としても大変有意義なものとなった。本誌でも詳細な報告があるが、特に交流事
業（バンケット）は、行事委員会（委員長 渡慶次学北海道大学教授、幹事 三木則尚慶応大学准教授）の大変な努力により、首里城公園での開催が現実のものとなり、参加者にとって沖縄独自の文化に触れる好機を設けることが可能となった。外国からの参加者からも、大変満足した旨のメッセージを多数いただくことができ、学術的なクオリティもさることながら、開催地の良さも存分に味わっていただけたものと思う。
以上のように、本会議はこれまでに引き続き、世界最先端の研究者が一同に介して、高いレベルの学術的成果を披露しあい、活発な学術交流を行う場として大化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

変有意義なものであったと言える。今後も我が国がTAS 分野におけるプレゼンスを保ちつつ、この分野のさらなる発展に寄与できるよう、本会をあげてますます積極的に参加・関与してゆくことが重要である。

最後になりますが、本会議を開催するにあたり、本会の皆様をはじめ、関係各位には大変お世話になりました。この場を借りて深甚なる感謝の意を表します。
（東京大学生産技術研究所教授／
TAS2012 実行委員会委員長 藤井輝夫）


TAS2012 OKINAWA：研究概要
1. 細胞関連トピックス
細胞を取り扱ったマイクロデバイス技術の発表は，microTAS 会議の中での一つの中心的なトピックである．特に細胞のハンドリング，培養，パターニングに関して近年目立つトピックは，「3 次元培養」「異種細胞の共培養」「細胞のマイクロスケールでの周辺環境の制御（microenvironment）」などが挙げられる．それに伴い，いままでこの分野で多く発表されてきた PDMS
やガラスによるマイクロ流路に加え，ハイドロゲルなどの材料を積極的に取り入れた研究が増えて来た．また細胞自体の現象としては，「細胞間コミュニケーショ
ン」や「幹細胞の分化誘導」などもマイクロデバイス
技術を取り入れて，研究が進んでいるように感じられる．特に本年，iPS 細胞技術がノーベル賞を受賞したこともあり，今後マイクロデバイス技術と再生医療関連の研究に勢いが付くのではないかと予想される．本報
告では，それらの話題と関連の深い 5 件の発表について紹介する．
DYNAMIC THREE-DIMENSIONAL MICROPATTERNED COCULTURE USING PHOTOCURABLE
AND CHEMICALLY DEGRADABLE HYDROGELSFOR STEM CELL DIFFERENTIATION
Harvard Medical School, USA/Massachusetts Institute ofTechnology, USA/AIST, Japan/Harvard University, USA(PP. 554-556)
ES 細胞など胚性幹細胞は，初期の分化の段階で周囲の化学的・物理的環境が，大きく分化に影響していることが知られている．その中でも，周囲の細胞からの分泌性のシグナル分子の影響は重要であり，それを解析するために ES 細胞と他の細胞種との共培養し，かつ分化の段階においてその共培養条件をダイナミックに変化させることが求められている．この ES 細胞との共培養の研究は盛んになされているが，多くの研究において 2 次元平面上で培養を行っている実験となっている．初期の段階での ES 細胞の分化を研究するには，3 次元環境下での実験が必要であるといわれているが，ダイナミックに共培養条件を変化させることのできる 3 次元共培養系は，いままで報告例がなかった．
本研究では，光によりゲル化する PEG-DA とアルギ

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

ン酸カルシウムゲルを用いることで，ダイナミックに共培養環境を変化させることのできる培養法を報告している．最初に，ES 細胞をフォトマスクによる光照射
で PEG-DA のマイクロ構造の中に封入する．その後，アルギン酸ナトリウム溶液に分散させた HepG2 細胞で周囲を満たし，塩化カルシウム溶液でアルギン酸カ
ルシウムゲルとして固定する．これにより，HepG2 からの分泌性の分子により，ES 細胞の分化の状態が変わるかどうかを調べた．HepG2 細胞は数日の共培養の後，カルシウムイオンをキレートする事でアルギン酸カル
シウムゲルを溶かし除去した．結果として，HepG2 細胞と共培養した ES 細胞の方が，共培養をしなかった
ES 細胞より，心筋細胞への分化率が高まっていることが示された．これにより，本研究により提案される共培養システムが，3 次元環境におけるダイナミックな共培養系として利用できることを示した．
CONSTRUCTION OF VASCULAR TISSUES VIA
MULTILAYER CELL DEPOSITION INSIDEHYDROGEL MICROCHANNELS
Chiba University, Japan(PP. 572-574)
組織工学において，組織に栄養分を供給したり老廃物を廃棄するための血管の構築は，極めて重要な課題の一つである．今までにも数多くの試みがなされて来たが，血管が持つ分岐構造と層状のチューブ構造を併せ持つ人工血管の作成は難しかった．この報告は，アガロースとアルギン酸のハイドロゲルの特性を上手く利用することで，血管の分岐と層構造を実現するための有効な方法を提案している．
ソフトリソグラフィーを用いることで，アガロース
ゲルを用いて分岐構造を持つマイクロ流路を作成する．
その流路の中に，細胞を分散させたアルギン酸ナトリ
ウムのゾルを流し込む．その際，アガロースゲルに塩化カルシウムを染み込ませておく事で，流路内壁部分のアルギン酸ナトリウムがゲル化し，アガロースゲルの流路の内壁部分に細胞を含んだアルギン酸カルシウ
ムのゲルが，コーティングされる．この過程を繰り返すことにより，異なる細胞種を含んだアルギン酸カル
シウムを多層で流路内にコーティングが可能であり，

23

血管の層構造の基盤となる細胞の 3 次元的な配置を実現した．実際に，繊維芽細胞と筋芽細胞による 2 層のマイクロチューブ構造を作成し，アガロースゲルを酵素で分解することで，自立したチューブ構造を得ることに成功した．
SEQUENTIAL ASSEMBLY OF THE FUNCTIONAL
MATERIAL MICROPATTERNS ON THE HYDROGELSHEET FOR CONSTRUCTING SKELETAL MUSCLE
CELL-BASED ASSAY SYSTEM
Tohoku University, Japan/JST-CREST, Japan(PP. 1054-1056)
異種類の細胞を 3 次元的に共培養したり，化学量センサなどの機能材料を細胞や電気配線などと統合する
技術は，組織工学や細胞を利用したセンサやアクチュ
エータ，また創薬のためのモデル組織のために重要である．本研究は 2 次元平面上にパターンした細胞やゲル，ビーズなどの生体物質や機能材料を，フィブリン
ゲルのシート状に転写で 3 次元的に積層して一体化する技術である．
C2C12（筋芽細胞）と NG108-15（神経細胞）を，2次元平面上にパターンした基板を別々に用意する．次に，フィブリンゲルをその上に重ねることで，細胞のパターンをゲ ル上に転 写す る．こう して 構成した
C2C12 と NG108-15 のパターンは，筋肉-神経接合（Neuromuscular junction）を形成することが期待され，神経病などのモデル系としての応用が期待できる．また他の応用例として，グルコース応答性ビーズと，GOX（glucose oxidase）のパターンを転写し，グルコー
ス量を検出するシートを形成することにも成功している．これは細胞や組織の代謝活性の評価への応用が期待できる．
DIFFERENTIATION OF MULTIPOTENT DFAT CELLSINTO SMOOTH MUSCLE-LIKE CELLS IN 3D
TUBULAR MICROENVIRONMENT FOR
TISSUE REGENERATION APPLICATIONS,The University of Tokyo, Japan/JST-ERATO, Japan/Shumei
University, Japan/Nihon University School of Medicine,Japan(PP. 1150-1152)
DFAT 細胞と呼ばれる多能性分化誘導能を持つ幹細胞を，アルギン酸カルシウムハイドロゲルのマイクロチューブの中で細胞外骨格（ECM）ゲルと培養し，紐状の DFAT 幹細胞の組織を形成する．この組織に化学因子による分化誘導をかけることにより，チューブ状の３次元マイクロ環境下において平滑筋様の細胞組織への効率的な分化誘導を目標としている研究．
DFAT（Dedifferentiated Fat）細胞は，脂肪細胞からのDedifferentiation により生じる多能性幹細胞であり，様々な誘導因子により，平滑筋細胞，軟骨細胞，骨芽24

細胞，脂肪細胞などに分化が可能である．細胞源が脂肪細胞であることにより大量の細胞源が確保されること，また細胞の個体差が少ないことなどにより，再生医療への利用が期待されている．今までに 2 次元培養
環境での平滑筋細胞への分化誘導が確認されているが，より成熟した平滑筋組織への分化には，3 次元の培養環境が必要であると予想されている．本研究では，この DFAT をマイクロチューブ状の 3 次元環境で培養，分化誘導することで，2 次元培養環境に比べて効率よ
く成熟した平滑筋組織への分化誘導を実験的に試みている．
マイクロチューブ状の 3 次元培養環境は，ガラス毛細管によって作製される 2 重同軸層流マイクロデバイ
スを用いて，連続的に形成した．DFAT 細胞はフィブリ
ンゲルとコラーゲンの 1:1 の混合ゲルの中に，1x107
cells/mL の濃度で培養した．分化誘導培地（5 ng/mL
TGFb (+)）と通常培地（5 ng/mL TGFb (-)）で 1 週間培養後，平滑筋細胞の初期のマーカーである ASMA で免疫染色をした結果，チューブに配向する形で ASMA(+)の平滑筋細胞が存在することが示された．
DIRECTED MIGRATION OF CELLS IN CONTACT
WITH ANISOTROPIC MICROSTRUCTURES, Institut
Curie, France/Ecole Normale Supérieur, France/Universite
Pierre et Marie Curie, France(PP. 1660-1662)
細胞は周囲の化学的・物理的環境の状態を感知し，振舞いを決めている．その振舞いは複数の入力と内部での処理により発現され非常に複雑な系であり，人為的に細胞周辺の環境を構築することで，その機構を解明し細胞の振舞いの理解をしようとする試みが数多くなされている．この報告は，細胞周囲のマイクロ構造
が細胞の移動（migration）に与える影響についての，興味深い報告である．
SU-8 を斜めから露光すマイクロモールドに，PDMS
を流し込んで転写することで，傾斜のついたマイクロ
ピラーアレイを作成した．それを用いて 2 種類のマイクロ環境を作成し，NHDF 細胞（ヒト皮膚上皮細胞）の挙動を計測した．1 種類目は，傾斜マイクロピラーの表面に NHDF 細胞を培養した実験，２種類目は平面に培養した HNDF 細胞の上から，傾斜マイクロピラー
アレイを接触させた実験である．興味深いことに両方の実験において，細胞はピラーの傾斜方向に移動する傾向が観察された．これは，細胞が付着している足場の形状だけでなく，付着でなく細胞表面に接触している物体の物理的な形状も認識して，移動の方向を決めているという仮説を示唆するものである．
（東京大学

生産技術研究所尾上弘晃）

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

2. 分析関連トピックス
MicroTAS 国際会議に占める分析関連の研究に関しては、ライフサイエンス分野の実用的なアプリケーシ
ョンに重きを置いた発表が年々、増加傾向にあり、今回の会議においてもより実用的なアプリケーションが報告されていたように思われる。ナノ流路を用いた研究も、単に DNA を伸長させただけやナノ空間特異的な現象を明らかにしたでは無く、伸長させた DNA を用いて何を行うか、ナノ空間特異的な現象を用いて何を行うか、に焦点が置かれていた。また、実用性が重んじられていることもあり、生体関連物質とマイクロ流路を用いただけの研究は少なく、マイクロ流路中でバイオとして測定・分析することに意味のあるターゲットを用いた研究が多かった。これらの分析関連トピックから、特に印象的な 5 件の発表について報告する。
Sample Preparation for Single-cell Whole Chromosome
Analysis (Lund University, SWEDEN)
ナノ流路内で伸長した DNA のイメージングは、高分子物理学や DNA マッピング等の分野では非常に重要である。完全に伸長させた DNA 上に局在化した蛍光分子を高解像度で直接観察することは、これまで想像で描かれていた生物的な機能を実際に観察することを実現しており、特に、完全伸長した DNA に各種機能を発現するタンパク質を導入することで結合部位を局在化する研究は世界中で精力的に行われており、DNA 上のメチル化部位の認識・コピー数の変動位置・
逆転写部位・染色体転座等が蛍光検出によって簡単に同定されている。しかし、従来の単純な直線のナノ流路では、ゲノムサイズの DNA を観察する際、一視野で観察できる DNA の長さに制限があった。そこで著者らは、蛇行したナノ流路を用いることで、ゲノムサ
イズ DNA を観察する際に必要とされる視野の数を大幅に減少することを昨年度の MicroTAS 2011 (Seattle,
Washington, USA)で報告している。本年度では、短時間かつ直接的なゲノムの一視野観察を可能にする全ゲノ
ム長バーコーディング技術を駆使し、迅速な個別細胞解析を目的としている。昨年度の蛇行流路に、マイク
ロ流路を用いたアガロース液滴への細胞内包と化学的な溶菌操作を組み込んだ単一バクテリアの全染色体解析のための集積デバイスについて報告している。
実験操作としては、40 ºC に保温した液滴生成デバイスを用いて、低融点アガロース液滴にバクテリアを内包
し、その後に温度を下げることでアガロース液滴をゲル化する。その後、化学的な溶菌操作を行い、アガロ
ース液滴に外部電場を印加することで DNA を抽出する。抽出した DNA は蛇行ナノ流路へ導入され、約 1mm
長の DNA を伸長後、ゲノムの一視野観察を行う。開発したデバイスは、極めて重大かつ、難しい操作でもあるバクテリアや DNA の分離を実現するものである。

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

このデバイスによって、解析時間の大幅な短縮と、ゲ
ノム解析の自動化、ハイスループット化が見込める。
Hierarchical TiO2 Brush Type Nanostructures for
Efficient
Photoelectrochemical
Water
Splitting(University of Tokyo, Japan)
スマートフォンに代表されるような個人所有の電化製品が世界中で流行するにつれて、携帯性に優れた高電力量電源の開発が注目されてきている。マイクロ燃
料電池は、既存の電気化学バッテリーに比べ高いエネ
ルギー密度を有しているため、この種の要望に答えることができる。しかし、外部からの水素供給に頼っている現状が、マイクロ燃料電池の使い勝手の良さを妨げている。そこで本研究では、マイクロ燃料電池とチップ上で光電気化学的水分解による水素生成を行うマ
イクロ流路システムを組み合わせることによる新規デバイスを開発することを目的とした。本デバイスは酸化チタンによるプロトン生成部分と燃料電池部分の 2
つの部分より構成されており、両部分は平行に配置した 2 本のマイクロ流路とそれらを連結するナノ流路からなる 1 枚のチップ上に集積されている。プロトン生
成部分はマイクロ流路 1 に作製された酸化チタン陰極とマイクロ流路 2 にある白金陽極がナノ流路によって連結されており、燃料電池部分はマイクロ流路 2 の白
金/パラジウム陰極とマイクロ流路 1 の白金陽極がナノ流路によって連結されている。著者らは既に拡張ナ
ノ空間における高効率プロトン移動と高いラプラス圧に関する研究結果を報告しており、これら結果に基づいて、2 本のマイクロ流路を連結するそれぞれのナノ流路に、高効率プロトン移動と酸素や水素からのプロトン分離の役割を与えている。著者らがこれまで用いていた酸化チタン平面フィルムをブラシ状酸化チタン
ナノ構造体(BTNs)へ変えることにより最大光電変換
効率(IPCE)が UV 光領域で 22%、可視光領域で 5%を達成した。さらに、UV 光領域(バイアス 0.5 V)の条件下
では、酸化チタンナノロッドの 30 倍、酸化チタン平面
フィルムの 200 倍の IPCE が得られた。本結果は、ブラシ状酸化チタンナノ構造体が光触媒による水分解反応を高効率で行うことを表しており、チップ上マイク
ロ燃料電池の発展に大きく寄与するものである。
Dual Force Aggregation of Magnetic Particles for Labelfree Detection and Quantification of DNA through Image
Analysis (University of Virginia, USA)
生体試料中の検体検出および定量は、生医学・臨床
診断・科学捜査などで必要不可欠な技術である。著者
らはこれまでにビーズ凝集を利用した２つの非標識
DNA 検 出 方 法 を 、 MicroTAS 2010 (Groningen,
NETHERLANDS)と MicroTAS 2011 (Seattle, Washington,
USA)にて発表しており、1 つはカオトロピック促進凝集(CDA)によって検出される非特異的な DNA 配列に25

よるもの、もう 1 つはビーズ表面へのオリゴヌクレオ
チドへのハイブリダイゼーションによる凝集(HIA)で検出される特異的な DNA 配列によるものである。どちらの DNA 配列に対しても、qPCR に代表されるような高価な DNA 定量法に代わる手法を行うためには、
スループット能を上げる必要性がある。その新規手法として著者らは昨年度までに、磁性微粒子の凝集を介して DNA の有無を非標識で検出する方法を発表しており、微粒子を凝集させるために板状の攪拌デバイスと回転磁場（RMF）を用いていた。しかし、磁場は放物線状の強度分布を持っており、均一性を欠いていたため、複数のサンプルに対して同時に DNA を定量することは困難を極めていた。そこで本年度では、凝集効果を高めるために２つの力(回転磁場とボルテック
ス力)を用いて、マルチプレックスアッセイを検討している。2 つの力を組み合わせることによって、特異的/
非特異的の両 DNA 配列に対し、磁気微粒子の凝集(CDA と HIA)を 16 ウェルアッセイで行うことを達成した。さらに、CDA に関しては、検出限界(LOD)が 350
fg/µL と蛍光ビーズを用いた定量法よりも一桁低い感度を達成した。また、特異的な DNA 配列に対して行
う凝集である HIA も 1-3 塩基の変異多型を検出することに成功しており、本手法を用いた一塩基変異多型検出の可能性も示唆されている。
Disruption of Bacterial Spores by Superheating - A
Method for Fast DNA Release (KIST Europe, Germany)
バクテリア自身に形成される芽胞は、環境が苛酷になったときに作られる細胞で、乾燥や熱に対して非常に強く、数十年も冬眠状態に入った後で目覚め、繁殖することができる。そのため、芽胞の外殻を破砕し、DNA を抽出・検出することは非常に困難である。芽胞
サンプルから微生物を検出・同定する従来の手法としては、芽胞の発芽と細胞溶菌を用いているため数日を要する。そこで本研究では、サンプルが封入された液滴に熱を加えて溶菌することで、芽胞を破壊し、DNAを抽出する手法を開発した。サンプルが入った水系の液滴はミネラルオイルに封入されており、輪の形状をしたマイクロヒータによって加温される。本手法では、
大気圧下 100℃以上の温度でも沸騰せず(過熱過程と呼ばれる)に、水系サンプルを加温することができ、芽胞を短時間で破壊することができる。実際には非病原性の炭疽菌として、枯草菌の芽胞が用いられ、過熱手法
によりわずか 20 秒で DNA が芽胞から放出されることが確認された。リアルタイム PCR を用いることによって、枯草菌の芽胞の過熱による外殻を破砕・DNA の抽出を確認することに成功した。本手法を用いることにより、簡便、迅速かつ効率的に、芽胞からの DNA 抽
出・検出を行う事が可能であり、165 ºC で 20 秒過熱することが最も良い DNA 収率となった。この手法は病
26

原菌(炭疽菌等)の検出において、DNA 抽出を行うためのサンプルの初期調製方法として有効である。
Integration of Neuraminidase Inhibitor Assay into Single
Step Operation Using Combinable PDMS Capillary(CPC) Sensor (Osaka Prefecture University, Japan)
ノイラミニダーゼはインフルエンザウィルスの表面に存在する酵素であり、宿主細胞からウィルスが新規に複製される際に放出され、周囲の細胞のウィルス感
染を促している。そのためインフルエンザ治療薬の開発には、ノイラミニダーゼ阻害反応が非常に重要である。しかし、従来のノイラミニダーゼの阻害反応においては、混合や溶解、pH 調製等の煩雑な多段階のステップが必要であった。そこで本研究では、ノイラミニ
ダーゼの阻害反応を 1 段階で行うことができる組立
PDMS キャピラリー(CPC)センサの開発を目的としている。ノイラミニダーゼ阻害反応を行う CPC センサは蛍光基質を固定化した凹型 PDMS とノイラミニダーゼを固定化した凸型 PDMS を組み合わせて作製している。
ブランクとなる緩衝液や阻害剤を毛細管現象によって導入した後に、蛍光強度を計測することによって１段階で阻害反応を行うことが可能となっている。著者ら
は、CPC センサを用いた 1 段階ノイラミニダーゼ阻害反応を行うに適した pH を調べ、pH=7.8 が最も大きな蛍光強度を発することを発見した。さらに本条件を用いる事で従来の手法では 1 時間かかっていた反応時間
を 15 分まで短縮することに成功している。同様にして、従来の手法では 100 µL 必要であったサンプル溶液
も CPC センサではわずか 1µL 以下で良いことも明らかとなった。また、実際に市販のインフルエンザ薬を用いた結果、市販薬によるノイラミニダーゼ阻害反応の蛍光減少を観察することに成功している。本 CPC セ
ンサを用いることで、1/100 の試薬量かつ 1/4 の反応時間で市販のインフルエンザ薬による 1 段階ノイラミニ
ダーゼ阻害反応を実現した。
（名古屋大学

大学院工学研究科安井隆雄）

3. 材料関連トピックス
マイクロ・ナノデバイス開発には、目的・用途に合わせて材料・作製法を選択する必要がある。MicroTAS
国際会義の中でマイクロ・ナノデバイス材料および作製法に関する発表は、今まではバイオ・化学分析応用を目指した研究が多い印象があったが、今回の会議では、小型発電素子開発を目指した研究も多く見られるようになった。また、バイオ・化学分析応用を目指したデバイス材料の研究は、シリコンやガラス、PDMS とは異なる材料を用いて、「簡便・安価・迅速」に作製することを目指した研究が多くみられた。これら研究開発の方向性から、実用性を向上させ、製品化させることに焦点を置くようになってきたと思われる。これら
化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

材料関連トピックから、本報告では特に印象的な 7 件の発表について紹介する。
Microfluidic-based oil–immersion lenses for highresolution microscopy
M. N. Gulari, A. Tripathi and N. Chronis
University of Michigan, USA
光学顕微鏡は、細胞内での分子挙動観察に広く使用される有用なツールである。しかし、サブミクロンオーダーの領域で観察を行うには、高い開口数を有する
対物レンズおよび高額な光学系が必要であった。本研
究は、マイクロ流路を用いて安価に高開口数を有する
油 浸 対 物 レ ン ズ チ ッ プ （ Microfluidic-based OilImmersion Lens (OIL) chip）を作製し、分解能評価を行った。
OIL chip は、屈折率 1.77 のボール型サファイアレ
ンズが、油浸オイル（屈折率：~1.516）で満たされたシ
リコン製マイクロウェルアレイ中へ配置された構造を有する。作製したOIL chip は、最大開口数 0.8、分解
能 0.78 m を実現することができた。また、作製した
OIL chip は、顕微鏡に搭載することで、白血球やマイクロ粒子の観察も可能であることを明らかにしていることから、さらに高分解能を有する細胞観察デバイスが期待できる。
Manipulating single particles using standing surface
acoustic waves
X. Ding, S. S. Lin, S. Li, L. Wang and T. J. Huang
Pennsylvania State University, USA
光ピンセットは、1986 年に開発されてから、細胞やビーズなど微小な構造を操作するツールとして広く利用されている。しかし、高額・高精度の光学系や高出力レーザーを必要とするため、システムの小型化・低価格化が困難であった。一方で、磁性粒子や電気泳動を利用した操作技術も同様に開発されてきたが、細胞の生存率が低下するなどの問題があった。本研究は、これら問題を解決するためにニオブ酸リチウム（LiNbO3 ）へ電圧を印加した際に生じる表面弾性波（Surface acoustic wave: SAW）に着目し、単一微粒子の操作が可能なデバイス開発をおこなった。
デバイスは、LiNbO3 基板上に二組の対向櫛形電極およびマイクロ流路を配置した構造を有し、櫛形電極か
ら交流電圧を印加することで、基板上へ SAW を励振させる。SAW は印加電圧の周波数を変化させることで、振動数を変化、任意の位置へ操作対象を移動させることが可能となる。
本デバイスは、異なる周波数の交流電圧を印加・SAW 励振させることで、マイクロ流路内に導入したマ
イクロビーズを任意の位置へ移動・配置させることが可能であった。本デバイスは、交流電源のみで操作が可能であることから、安価なシステムで生存率を低下

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月させることなく、細胞・微生物操作が可能である。
Bacterial sensing using phage-functionalized whispering
gallery microcavities
H. Ghali, P. Bianucci, H. Chibli, J. L. Nadeau and Y. A.
Peter
École Polytechnique de Montréal, Canada
シリコンリング共振器は、囁きの回廊モード（Whispering gallery mode: WGM）によって入射した光を共振させることが可能な光デバイスであり、通信分
野で広く研究が行われている。そして、リング共振器の共振波長および強度は、周囲の屈折率に対して鋭敏に変化を示すことから、通信への応用だけでなく、センサーとしての応用も期待できる。そこで、シリコン
リング共振器を用いた大腸菌検出用バイオセンサー開発を行った。
シリコンリング共振器は、厚さ 800 nm の熱酸化膜を形成したシリコン基板をエッチングすることで、直径約 200 m のマイクロディスク構造を作製し、シリコンリング共振器とした。このシリコンリング共振器
は、波長 1550 nm のレーザー光をマイクロディスク端面へ入射すると、光が WGM によって共振する。
作製したシリコンリング共振器を用いてバイオセン
サー応用を行うため、本研究では、シリコンリング共振器表面へ黄色ブドウ球菌と特異的に結合するファー
ジ由来タンパク質を修飾し、黄色ブドウ球菌とファージ由来タンパク質との結合によって生じる周囲の屈折率変化を共振波長シフトとして測定した。
作製したセンサーは、黄色ブドウ球菌とタンパク質との結合前後で顕著な共振波長シフトが観察された。
また、本センサーは、蛍光色素など特定の標識剤を必
要とせず、周囲の屈折率変化を検出することから、タンパク質や DNA など幅広い測定対象の結合・解離を検出することが可能である。
Integrated assay with sample processing: paper-based
device for IgM detection
S. Ramachandran, J. Peltier, J. Osborn, C. Holstein, B.
Lutz, E. Fu and P. Yager
University of Washington, USA
ペーパーマイクロ流路は安価な材料で作製可能である。また、ポンプを必要とせず、試料溶液導入・送液・反応が可能であるため、オンサイトでの医療診断・食品安全検査・環境計測への応用が期待されている。しかし、血清中のイムノグロブリンやアルブミンのように夾雑物が多く混在している試料中で低濃度に存在している測定対象のみを特異的に検出・定量するにはバックグラウンドが高くなることが問題となっている。
バックグラウンド軽減させるために、本研究は、ペーパーマイクロ流路へ protein G を固定化したニトロセルロース膜積層構造部を設置し、フィルターとして

27

の機能を付加したバイオセンサーを作製した。Protein
G は、IgG の Fc 領域と結合するため、積層させた protein
G 固定化ニトロセルロース膜中に、試料中の IgG を捕捉し、IgM のみを送液させることが可能となる。
本バイオセンサーは、血清など IgG が高濃度に存在する試料溶液中から、疾病特異的な IgM を検出することが可能であった。また、高濃度の夾雑物が除去可能となることで、バックグラウンドを低減させ、医療現場における誤診を防ぐことができる。
Pen microfluidics: from design to bonded thermoplastic
chips in under 30 minutes
O. Rahmanian and D. L DeVoe
University of Maryland, USA
マイクロ流路作製はマスクアライナーなど高額な装置・煩雑な操作が必要であり、安価な装置で簡便にマイクロ流路が作製可能な技術が求められている。より安価な装置で簡便かつ迅速にマイクロ流路を作製する
ために、Cyclic olefin copolymer (COC)が有機溶媒に対して膨潤することに着目したマイクロ流路作製法を開発した。
マイクロ流路作製は、COC フィルムへ市販の weterase ペンにて任意の流路デザインを直接描画し、マスクとした。マスク描画した COC フィルムは、マスク描
画部以外が有機溶媒によって膨潤し、溝が形成される。
そして、マスク部を除去した後、平滑な COC フィルムと熱溶着させることで、マイクロ流路を作製することができる。マイクロ流路は、マスク描画から熱溶着までの一連の操作が 30 分程度と短時間で作製でき、流路幅はペンの太さ、深さは有機溶媒で膨潤させる時間で制御することができる。また、マイクロ流路は COC
フィルム同士を熱溶着させていることから、接着力が強く、溶液漏れは観察されなかった。
マイクロ流路作製にはフォトマスク設計・作製をはじめ、多くの作製ステップが必要であったが、本作製
法は流路試作・評価を簡便・安価・迅速に行うことが可能であるため、デバイス設計の基礎検討を行う際に有用な作製法となる。
Monolithic waveguide array platform for photonic

28

characterization of biological sample
A. Ma, G. Matmon, D. Holmes and G. Aeppli
University College London, UK
個々の細胞が有する形態やサイズ、生死などを分析する装置であるフローサイトメーターは、複雑な光学系を必要とすることから装置が大型かつ高額であったという問題があった。そこで、シリカ製光導波路をア
レイ状に配置した光導波路チップ上へ流路を配置した
フローサイトメーターの開発を行った。本フローサイ
トメーターは、流路中の細胞など分析対象が光導波路上を通過した際に生じる屈折率変化によって、導波路内の光導波効率が顕著に変化する。その光導波効率変化は、形態・サイズに応じても異なることから、導波効率変化を導波路ごとに測定することで、分析対象の移動速度や形態・サイズを分析することが可能となる。
本フローサイトメーターは、既存の装置よりも小型のシステム開発が期待できる。
Human body heat energy harvesting using flexible
thermoelectric generator for autonomous microsystems
S. R. Jo, M. S. Kim, M. K. Kim, H. L. Kim and Y. J. Kim
Yonsei University, Korea
体内埋め込み型デバイスは、血糖値や血中インスリ
ン濃度のリアルタイム測定を自動で行うため、被験者の負担を減らす有用なデバイスとして期待されている。
しかし、デバイスを稼働させるためには電力が必要であり、電力を供給するには体外にバッテリーを設置する必要があるという問題があった。バッテリーを必要とせず、稼働可能な自律システムを開発するために本研究は、体温を用いて発電可能な、小型熱電発電デバイスを開発した。
小型熱電発電デバイスは、PDMS 上へ熱電材料を配置し、体温と外気温との温度差によって生じるゼーベ
ック効果によって発電する。本デバイスは、温度差を大きくすることによって、発電量を大きくさせることが可能であり、体温では 50 nW の電力を観察することができた。また、基材に PDMS を使用しているため、デバイスは高い柔軟性を有し、皮膚へ貼り付けることも可能であった。
（大阪府立大学大学院

工学研究科

遠藤達郎）

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

TAS2012 OKINAWA：学生ポスター賞
MicroTASでは、学生のポスター発表の評価を行い、に審査員を変える方式をとった。毎回、審査は2段階に特に優れた発表を行った学生を表彰することが慣例とわたって行われた。第一次審査として1つのポスターあなっている｡本学会の学生ポスター賞は、若い世代の優たり4名が審査するように調整した。そこで各委員は自れた人材を発掘し、その研究を奨励することで、この分の担当した中でベスト2を選び報告する。次いで、そ分野の活性化に大きな貢献をしてきた｡
今年もケミナス学生ポスター賞3件 (副賞5万円) と、れらの合計点数の高い5から6件のポスターを選び、第二次審査として全員で評価し、その日のベスト(と2番)

英国王立化学会 (The Royal Society of Chemistry) の援を選定した｡最終日に、Super Judgeに選ばれた3名(Prof.

助によるWidmer学生ポスター賞1件(副賞1000ドル)の計4件の賞が授与された｡学生賞の対象となったのはMinoru Seki (Chiba University), Prof. James Landers(University of Virginia), Prof. Roland Zengerle (University

MicroTAS2012のプログラム委員会で選ばれた575件のof Freiburg)) が、各曜日のベストポスター計3件からベ

ポスター発表のうち、学生が発表者として登録された

スト オブ ベストを選定した｡選ばれた中で、ベスト279件であった。

オブ

例年通り、各賞を選考するための36名のメンバー（北米13名、欧州11名、アジア12名）からなる審査チーム

ベストをWidmer学生ポスター賞、各セッションのベスト(ベスト オブ ベストが出たセッションについては2番)3件をケミナス学生ポスター賞とした。

を組織した｡ポスターセッションは学会2日目(月曜日)

上記プロセスに従った選考の結果、今回は、下記のから4日目 (水曜日) まで3回に分けて実施された。審

4名の発表者を受賞者として選出し、最終日の閉会式に査対象になったのは、アブストラクトの採否を決定す

おいて、賞状を贈呈した｡選考委員の先生方ならびにス

る際に基準となった得点（1～6点）の平均点から、あポンサー各位に深甚なる謝意を表するものである｡

る点数以上をクリアした80件程度の発表であった。
審査に当たり、各曜日で、ほぼ同数ずつの学生の発（東京大学

生産技術研究所竹内昌治）

表があったため、選考委員を3チームに分け、曜日ごと

CHEMINAS賞
Albert Mach, UC Los Angeles
Microfluidic sample preparation of pleural effusion cytodiagnostics
Arlene Doria, UC Irvine
Rapid quantitation of C-reactive protein agglutination with acoustic enabled microvortices
Zahra Barikbin, National University Singapore
Microfluidic fabrication of polymerized ionic liquid hydrogels

Widmer 賞
Klaus Eyer, ETH Zurich
A microfluidic platform for single cell ELISA

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

29TAS2012 OKINAWA：交流事業（バンケット）
会議 3 日目（10 月 31 日）の夜に Social Event（バン

今回のバンケットでは、三木則尚委員の発案で沖縄

ケット）が行われた。3 日目のポスター発表終了後に芸能・文化の体験コーナーが企画され、琉球空手、獅学会会場の沖縄コンベンションセンターから首里城ま子舞、琉舞、エイサーの体験や琉装による記念写真撮

で貸切バスで移動し、首里城を見学した後に、首 里城影などを行った。これらの企画は、外国人はもとより

公園首里杜館芝生エリアでバンケットが開催された。

多くの日本人参加者にも大変好評であった。その後、

あいにくの小雨であったが、藤井輝夫実行委員長の先

芝生エリアに設置された舞台で、琉星太鼓によるエイ

見の明のおかげで、参加者全員に配布されたポンチョ

サー＆獅子舞の迫力ある公演が行われた。沖縄では宴が大活躍であった。

の最後に”カチャーシー”という踊りを参加者全員で踊藤井実行委員長の挨拶の後、藤井実行委員長、CBMSるのが恒例である。司会の簡単な踊りのレクチャーの代表の Thomas Laurell 教授、Cheminas 元会長の関実教

後、公演の終わりには参加者全員による大カチャーシ

授、沖縄県庁文化観光スポーツ部観光振興課課長の神ー大会となった。

谷順治氏、財団法人沖縄観光コンベンションビューロ

最後に藤井実行委員長から挨拶があり、バンケットー専務理事の比嘉徹氏の 5 人による鏡割りを行い、はお開きとなった。時折小雨が降る中ではあったが、Thomas Laurell 教授の音頭で乾杯をした。開催地の沖

今回のバンケットは沖縄の芸能・文化・食事を満喫し縄らしく、鏡割りは日本酒ではなく、泡盛であった。

ながら、沢山の交流の輪が広がる、大変有意義なもの

続いて歓談となり、沖縄ならではの豚の丸焼や沖縄そであった。

ばなど、沖縄らしい料理を楽しんだ。

30（北海道大学大学院工学研究院

渡慶次 学）

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

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第 26 回化学とマイクロ・ナノシステム研究会（沖縄）丹羽修、栗田僚二、加藤大（独）産業技術総合研究所

バイオメディカル研究部門
6. ハイドロゲルマイクロファイバー内における血管事業統括2012 年 10 月 28 日(日)に、沖縄コンベンションセン

内皮細胞の管形成ターにて、第 26 回化学とマイクロ・ナノシステム研究会（26th CHEMINAS）が開催されました。今回、10 月

東京大学生産技術研究所

28 日夕方～11 月 4 日まで、microTAS2012（藤井輝夫

ス
産業技術総合研究所実行委員長）が同会場で開催された為、通常の基調講
演とポスター発表ではなく、基調講演 1 件と依頼講演よる 1 細胞からの分泌タンパク質の検出の開催としました。会場は、那覇から車で 30 分程北に東北大学大学院環境科学研究科
オ分析

催された 14th CHEMINAS 会場である東京フォーラム

大阪府立大学大学院工学研究科
DNA 分析への応用

名、学生 37 名）の多くの皆様に参加頂きました。

日本女子大学理学部

佐々木直樹

11. マイクロ流路を用いた微小コラーゲン粒子の作製

バイオデバイスによる 1 分子・単一細胞解析と医療応と細胞培養への応用用」というタイトルで、マイクロ流路チップでの免疫

千葉大学大学院工学研究科

測定や DNA の１分子計測など First Program の内容も

山田真澄

12. ICP-MS 連結マイクロ流路による 1 細胞レベルで含め研究室の最新の成果を分かりやすくご紹介頂きまの金属元素検出システムの開発した。また、各依頼講演者は、40 歳以下の若手研究

名古屋大学大学院工学研究科者で、microTAS2012 のポスター採択者の中から評価

加地範匡

13. マイクロフロー式イムノアッセイによる低分子のの高かった研究の中から１研究室 1 名の発表を依頼し高感度測定ました。各依頼講演のタイトルと講演者（敬称略）

電力中央研究所

青田新

14. 細胞を用いたマイクロ分離デバイスの開発

は、以下のとおりです。

東京大学大学院工学系研究科
依頼講演タイトル

遠藤達郎

10. 光架橋反応を利用する細胞パターニングと細胞内危惧しておりましたが、最終的には、90 名（一般会 53
基調講演は、馬場嘉信先生（名古屋大学）に「ナノ伊野浩介

9. プリンタブルフォトニクスデバイスを用いたバイ場でした。平成 18 年に microTAS 国際会議の前日に開と異なり、沖縄が会場であるため、参加者数をかなり

栗田僚二

8. 微細ウェルを組み込んだ多点電気化学デバイスに14 件で構成し、9 時 55 分から 16 時 50 分まで１日で向かった宜野湾市にありビーチに面した沖縄らしい会

尾上弘晃

7. 電気化学発光法による DNA メチル化検出デバイ

馬渡和真

講演者

1. マイクロ流路を用いた継続的局所薬剤刺激による
香川大学 工学研究科

ぞれぞれ、20 分の短時間でしたが、レベルの高い成果
を分かり易くご講演頂き、質問や議論も夕方まで活発

細胞極性誘導寺尾京平

2. ナノチャネル中での単分子 DNA の金属被覆によに行われました。最後に 27 回研究会（5 月 23 日～24
日

東北大学片平キャンパス）の紹介を実行委員長のるナノワイヤの形成

西澤松彦先生より行って頂きました。また、今回の懇

九州工業大学大学院生命体工学研究科 氷室貴大

親会は、同じ会場で行われた microTAS2012 の Welcome

3. 昆虫筋組織で実現するバイオハイブリッド デバ

party と兼ねて実施されました。

イス
大阪大学

最後に第 26 回化学とマイクロ・ナノシステム研究

富名腰敬

4. 培養細胞の非侵襲代謝モニタリングのためのフレ
キシブル酸素センサアレイデバイス

や各演者の皆様に感謝申し上げます。また、開催にあ

東京大学工学系研究科

た っ て CHEMINAS 事 務 局 、 会 場 を 貸 し て 頂 い た

赤木貴則

5. Electroactive microwell array allows quantitative
analysis of gene expression level of individual iPS cells
東京大学生産技術研究所
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会の開催にあたり、お忙しい中ご講演頂いた馬場先生

Soo Hyeon Kim

microTAS2012 実行委員会の方々には多くの御支援を賜りました。この場を借りてお礼申し上げます。最後に本研究会の実施・運営にご協力頂いた産業技術総合
化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

研究所バイオメディカル部門の皆様、大阪府立大学

お写真のご提供を頂きました香川大学

久本研究室の若山秀樹さん、九州大学

古屋大学

真栄城正寿さん、千葉大学

宮崎研究室の寺尾先生、名安井先生に感謝いたします。

関研究室の菅谷紗里さん、

沖縄コンベンションセンター

CHEMINAS 会場

センターに面したビーチ

当日の受付の様子

化学とマイクロ・ナノシステム 第 12 巻 第 1 号 2013 年 3 月

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