課題番号 ：S-20-OS-0007
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：赤血球の変形能の測定
Program Title (English) ：An On-Chip RBC Deformability Checker
利用者名（日本語） ：梶谷憲司1), ツァイジャホン2), 伊藤弘明3), 高山俊男4)　
Username (English) ：K.Kajitani1), Tsai.CD2), H. Ito3), T Takayama4)
所属名（日本語） ：1) 大阪大学大学院医学系研究科，2)台湾交通大学, 3)千葉大学大学院理学研究科, 4)東京工業大学工学院
Affiliation (English) ：1) Osaka University, 2) National Chiao Tung University, 3) Chiba University, 4) Tokyo Institute of Technology
キーワード／Keyword　　　　：赤血球　変形能　マイクロ流路　リソグラフィ・露光・描画装置　膜厚測定

１．概要（Summary）
我々は、フォトリソグラフィ技術を応用して毛細血管を模倣したマイクロ流路を作成した。この流路を通る赤血球を観察することで「赤血球変形能」が測定可能となった。

２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
接触式膜厚測定器
【実験方法】
レジストとしてSU-8を使用し、フォトリソグラフィにより膜厚3.5μmのパターンを描画して鋳型を作成した。さらに、鋳型を元にPDMSを型作成して流路を作成した。幅200μmの流路の中に、長さ50μmの直線的なconstriction channelが6つ並列に実装されている。設計上、Channelの幅は3.5, 4.0, 4.5μmの３種類であり、これらは毛細血管を模倣したものとなっている。
作成したサンプルの形状確認に接触式膜厚測定器を使用した。

３．結果と考察（Results and Discussion）
赤血球変形能を測定する際には、赤血球をPBSなどの等張液で20倍希釈して、ポンプで一定の圧力をかけてマイクロ流路に赤血球希釈液を流す（Figure 1）。流れる赤血球の一部がChannel内を通過するが、その際、赤血球はChannel壁面から圧迫されて扁平に変形する。Channelに入る前の赤血球直径と、入ったChannelの幅から、変形率（すなわち、「押し潰された」度合い）を求めることができる。変形能が高い（柔らかい）赤血球は壁面から受ける摩擦力が小さいためChannel通過速度は速くなり、変形能が低い（硬い）赤血球は摩擦力が大きくなるためChannel通過速度は遅くなる。Channelの外を通る赤血球の速度を基準にChannel通過速度を規格化すると、この規格化速度が変形能を反映していると考えられる。
ここで、赤血球変形率を横軸に、規格化速度を縦軸にしたグラフに測定結果をプロットすると、傾きがマイナスの近似直線を描くことができる（Figure 2）。この直線を指標とすることにより、赤血球変形能を測定することが可能となった。

Figure 1. The constrictions of different widths, which are 3.5, 4.0, and 4.5μm.

Figure 2. normalized velocity–deformation plots.

４．その他・特記事項（Others）
共同研究者
名城大学理工学研究科教授　金子真

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
Tsai CD, Tanaka J, Kaneko M, Horade M, Ito H, Taniguchi T, Ohtani T, Sakata Y. An On-Chip RBC Deformability Checker Significantly Improves Velocity-Deformation Correlation. Micromachines, 2016, 7, 176.

６．関連特許（Patent）
なし