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2025年

新たなバイオプリンティング方式として「微細塗布装置」がライフサイエンス分野の研究活動に採用 2025年5月19日

※ 「微細塗布装置」は、精密リキッドハンドリングシステム 「X-CELList」に名称を変更しました。

  • 高粘度・極少量の液剤を高速かつ高精度に塗布する技術が抗原検査の研究活動に採用!創薬分野への適用に向けた開発も進行中

NTN株式会社(以下、NTN)が開発した「微細塗布装置」が、高粘度・極少量の液剤を高速かつ高精度に塗布できる特長を活かし、新たなバイオプリンティング*1方式として、抗原検査などライフサイエンス分野における研究活動に採用されました。高齢化や技術革新などを背景に、ライフサイエンス市場が拡大する中、NTNは「微細塗布装置」の同分野への活用に向けた提案を進めるとともに、自社でも創薬分野での適用に向けた取り組みを進め、研究開発活動を通じて市場の発展に貢献してまいります。

  1. 生きた細胞や生体材料を積層して、組織や臓器を作製する技術。

「微細塗布装置」について

「微細塗布装置」は、針の先端に付着させた数pL(ピコリットル:1兆分の1リットル)の液剤を1回あたり0.1秒と高速に、かつ±15µm(マイクロメートル:1,000分の1mm)以下の繰り返し位置決め精度で高精度に塗布する装置です。液剤塗布対象に接触させる独自の手法により、高粘度な液剤であっても目詰まりなく高速に塗布することが可能です。

各種製造現場において省人化や技術の伝承が課題となる中、NTNは本商品を高速・高精度な塗布を自動化する装置として市場に提案してきました。現在、自動車部品や半導体などの分野において接着剤や有機材料、導電性材料を塗布する工程で豊富な採用実績を誇っています。

写真:「微細塗布装置」

図:塗布針を塗布対象に直接接触させる独自の手法 塗布針を塗布対象に直接接触させる独自の手法

ライフサイエンス分野における「微細塗布装置」採用事例

浜松医科大学との高感度抗原検査キットの開発*2

国立大学法人浜松医科大学ナノスーツ開発研究分野(所在地:静岡県浜松市、分野長:河崎秀陽様)で取り組む電子顕微鏡を用いた高感度抗原検査キットの研究開発に「微細塗布装置」が採用されました。

イムノクロマト法*3の抗原検査では、体内の抗原が少ない場合、陰性/陽性を表す検査ライン(捕捉抗体)の発色が弱く、正確に判定できないことがあります。同大学が開発する高感度抗原検査キットは、電子顕微鏡で検出対象の抗原の数を検出することで陽性・陰性を判定します。1回の検査で複数の抗原を同時に検出できるため、抗原検査の高感度化だけではなく診断の効率化や患者の負担軽減にもつながることが期待されています。

「微細塗布装置」は、電子顕微鏡の非常に狭い観察視野内の特定領域に捕捉抗体を高精度に塗布する用途で採用されています。

  1. 2021年3月20日「Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis」投稿論文(英文)
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0731708521000364?via%3Dihub
  2. セルロース膜上を被検体が試薬を溶解しながらゆっくりと流れる性質を応用した免疫測定法。検体に抗原が含まれる場合は、抗原と標識抗体が結合し、捕捉抗体(テストライン)を発色させ、陽性/陰性を判定する。

写真:微細塗布装置により捕捉抗体を電子顕微鏡の観察視野に塗布 微細塗布装置により捕捉抗体を電子顕微鏡の観察視野に塗布

NTNによる創薬分野への「微細塗布装置」適用に向けた取り組み

創薬実験用細胞培養プレートの作製

創薬分野では、開発期間の短縮やコスト削減、動物実験の廃止を目的に、培養細胞を用いた創薬実験が進められています。NTNは国立大学法人大阪大学大学院生命機能研究科(所在地:大阪府吹田市、総長:熊ノ郷淳様)との共同研究により、「微細塗布装置」を用いて創薬実験に用いる細胞培養プレートを作製する技術を開発しました。

本手法では、直径3～6mm×深さ10～13mmの凹みが約100～400個集まった市販プレートを用意し、「微細塗布装置」を用いて各凹みに約1万個のiPS心筋細胞を塗布することで、100個以上の創薬実験を同時に行うことを可能とします。「微細塗布装置」は、1mLあたり1億個もの細胞が含まれる高濃度の液体を10pLという極少量の単位で塗布できるほか、細胞にかかる負荷を抑える塗布方法などにより、90%以上の細胞生存率を維持することで使用する細胞数を抑制できるため、創薬実験にかかるコストを大幅に削減します。なお、再生医療関連の学術団体である一般社団法人 日本再生医療学会が2025年3月20日～22日にパシフィコ横浜で開催した「第24回日本再生医療学会総会*4」で本開発成果をポスター発表しました。

現在、「微細塗布装置」を使って異なる種類の細胞組織を近接・接合して塗布し、実際の臓器に似た構造や働きを持つ模擬臓器の開発も進めており、「微細塗布装置」を活用し、より精度の高い創薬実験の実現に貢献してまいります。

  1. 第24回日本再生医療学会総会HP:
    https://www.congre.co.jp/jsrm2025/index.html
写真:創薬実験用細胞培養プレート
写真:微細塗布装置により各凹みに心筋細胞を塗布 微細塗布装置により
各凹みに心筋細胞を塗布

「微細塗布装置」の特長

1. 高精度 数pLの極少量の液剤を±15µm以下の繰り返し位置決め精度で目標位置に塗布可能
2. 粘性のある液剤に対応 100Pa・s*5までの高粘度液剤を塗布可能
3. 高速 1回あたり0.1秒の高速塗布が可能
  1. Pa・s(パスカル秒):国際単位系(SI)における粘度の単位、100Pa・sはハンドクリームほどの粘性を表す。

基本構成

写真:基本構成

塗布例

1. 連続塗布(500回)
液剤: 金属ペースト
液剤粘度: 約80Pa・s
塗布サイズ: 約φ75µm

写真:連続塗布(500回) µmレベルの高い精度で塗布が可能

2. パターン塗布

写真:パターン塗布

NTNの新領域における取り組み

NTNは、持続的成長に向けてライフサイエンスを含む6つの研究分野を新たなターゲットとし、外部研究機関と連携しながら、事業化に向けた取り組みを推進しています。2024年4月には「未来創造開発本部」を設立し、新領域におけるマーケティングから開発・研究、生産を同一部門で運営することにより、市場・顧客ニーズに合致した新商品・サービスの創出に取り組んでいます。今後も各研究分野の開発活動を加速し、さまざまな社会課題の解決を進めることで、持続可能な「なめらかな社会」の実現を目指してまいります。

お問い合わせ先

未来創造開発本部 要素技術開発部 TEL:0538-21-1474

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