マイクロ加工を利用した電気インピーダンスによる細胞の配向方向検出

抄録

生体組織における細胞の配列状態を検出する方法の一つとして、電気インピーダンスがある。局所のインピーダンスを検出するために、振動電極や同心円針電極などの工夫が考えられてきた。他方、マイクロ加工技術によって、マイクロメートルオーダーの表面凹凸の作成が可能となり、細胞培養技術における足場への適用によって、細胞の配向を制御することが可能となった。本研究では、表面電極間の電気インピーダンスと細胞の配列状態との関係を測定した。フォトリソグラフィー技術によって、ガラス表面上に1.2 mm間隔で1対のチタン表面電極を作成し、また、電極間に高さ1μm、幅3μm、間隔3μmのラインアンドスペース形状を作成した。酸素アッシングによって親水化した後に、細胞培養の足場に用いた。細胞には、マウス株化筋芽細胞C2C12を用い、培地D-MEM内で、4日間培養した。1日に1回、電極間に周波数1 Hz～1 MHz、振幅0.1 V～5 Vの正弦波交流を印加することによって電気インピーダンスを測定した。4日間の培養において、細胞の長軸方向は、ラインアンドスペースの長軸方向と平行に配列した。測定結果においては、周波数特性が見られ、0.1 MHzにおいて細胞の配列・細胞数に応じた電気インピーダンスの変化が測定された。電気インピーダンスによって細胞の配向方向を検出できることがわかった。