マイクロ流体デバイス内の電流密度解析に基づいた経上皮電気抵抗測定用電極の設計法

カテゴリ: 論文誌(論文単位)

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門

発行日: 2020/10/01

タイトル(英語): Design Strategy of Electrode Patterns Based on Finite Element Analysis in Microfluidic Device for Trans-Epithelial Electrical Resistance (TEER) Measurement

著者名: 宮崎　貴史（京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻），平井　義和（京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻），亀井　謙一郎（京都大学高等研究院 物質-細胞統合システム拠点（iCeMS）），土屋　智由（京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻），田畑　修（京都先端科学大学 工学部）

著者名(英語): Takashi Miyazaki (Department of Micro Engineering, Kyoto University), Yoshikazu Hirai (Department of Micro Engineering, Kyoto University), Ken-ichiro Kamei (Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS), Kyoto University), Toshiyuki Tsuchiya (Department of Micro Engineering, Kyoto University), Osamu Tabata (Faculty of Engineering, Kyoto University of Advanced Science)

キーワード: 経上皮電気抵抗（TEER），マイクロ流体デバイス，有限要素法（FEM），電流密度　trans-epithelial electrical resistance (TEER)，microfluidic device，finite element method (FEM)，current density

要約(英語): Trans-epithelial electrical resistance (TEER) is a widely used non-invasive and label-free measurement to evaluate the barrier function of mono-layered cells in real-time. However, TEER values depend on distribution of electric current densities generated by a combination of shapes and arrangements of plane electrodes for performing TEER, but until now, there is no systematical analysis of their effects on TEER values, causing less reproducibility. Here, we report a new strategy to design the shapes and arrangements of electrodes to perform TEER in a microfluidic device. To investigate the effects of the electrodes design on TEER values, we analyze the distribution of electric current densities using finite element method and evaluate their uniformity of sensitivity. Our strategy allowed designing several electrode patterns of electrodes combinations, capable of simultaneous cell observation with a microscope and TEER measurements.

本誌: 電気学会論文誌E（センサ・マイクロマシン部門誌） Vol.140 No.10 （2020）

本誌掲載ページ: 285-292 p

原稿種別: 論文／日本語

電子版へのリンク: https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejsmas/140/10/140_285/_article/-char/ja/