微小圧縮試験とは
微小圧縮試験とは、細胞組織、ゲル、３D培養モデルスキャフォールド、ファイバー、スフェロイドなどの微小なサンプルを圧縮・押しつぶした際のサンプルの数値や反応を測定する試験です。
微小圧縮試験の目的
微小なサンプルの基本的な機械的特性の試験には圧縮試験などが用いられます。圧縮強度を測定することで、マイクロスケールサンプルの特性測定や機械的特性の研究、複数サンプルの数値比較、研究用のデータ取得など、様々な状況下でのサンプルの反応評価を行えます。直接サンプルに接触しての微小圧縮試験では、圧縮の深さや速度、また繰り返しの試験によって、まったく違う特性が分かります。
微小圧縮試験機 - MicroTester
微粒子などの微小サンプルの圧縮強度測定には、一般的にレオメーターが広く使用されておりますが、これはバルクの測定であり、またサンプルの形状自体を変えてしまっているので、微小サンプルの強度測定には最適ではない場合も多くあります。
オレンジサイエンスが扱うCellScale社のMicroTesterは50µm以上の厚みがあれば、スキャフォールド、ファイバー、ゲル、細胞組織、スフェロイド、など様々な微粒子サンプルの測定が可能です。
MicroTesterでは、そのプロトコルを専用ソフトウエアで自由自在に設定できますので、様々な試験をお試し頂けます。
MicroTesterによる微小圧縮試験
CellScaleのMicroTesterは1㎜以下径のビーム（カンチレバー）とプレートで直接サンプルに接触して、微粒子の非破壊検査や測定が可能な装置です。より小さなサンプル、より優れた力分解能、より簡単な試験セットアップ、そして優れた視覚性。測定用途としては、小さな組織サンプル、ハイドロゲルマイクロスフィア、細胞スフェロイド、人工のマイクロ組織などがあります。お客様のニーズに合わせて、2つのバージョンをご用意しています。
下の写真は、マイクロテスターG2が、ユーザーテストのプロトコルに沿って、2枚の平行なプレートの間で微小球を圧縮しているところです。荷重と変位のデータ、および試験中の時間相関画像が出力されます。
微小圧縮試験の関連動画
ハイドロゲル微小球の圧縮試験デモ
マイクロスケールメカニカルテスト事例
論文の紹介
ここでは、弾性率測定に MicroTester が使われた論文を紹介します。
化粧品、インプラント、その他の消費財から、日々私たちの体内に混入する、様々なナノパーティクルの危険性を十分理解する必要があります。
NCATSUの Bhattarrai Lab の研究者は、静電カプセル化を利用して、合成繊維、自然繊維のナノファイバー構造体を持つハイドロゲルベースのスフェロイドを作成しています。彼らのミッションは、ハイスループットの３D in vivo プラットフォームを作ることで、最初のアプリケーションは一般的なナノパーティクルの毒性を研究することでした。
これまでの研究では、PLGAナノファイバーでスフェロイドを作成し、エレクトロスプレーやその他の製造パラメータの最適化に焦点を当てていました。
先月発表された彼らの新しい研究では、キチンナノフィブリルをスフェロイドに添加した結果、安定性、均一性、長期的な物理的完全性が向上することが分かりました。
この、300～500μmのスフェロイドの機械的特性を評価するために、CellScale社の MicroTester G2 が使用されました。スフェロイドを圧縮し、15～45 kPa の範囲の弾性率を測定するには、10～40 uN のピーク力が必要ですが、MircoTester G2 は、小さな力の分解能、温度制御された液体中でのサンプルの操作、リアルタイムでの試験の可視化というユニークな機能を備えており、この研究には理想的でした。
MicroTesterについて
セルスケール社のMicroTester（マイクロテスター）は、サンプルを押し込むカンチレバー（ビーム）の径を変えることにより、約0.005~500µNの試験が可能です。
ビームの先端にサンプルのサイズに合わせたプレートを取り付けることにより、より確実にサンプル全体に力をかけて、測定をすることが出来ます。
生体サンプルの試験に特化し、工業用の試験機では実現できないコンパクトさ、試験レンジを実現し、精度の高い試験・解析が可能となりました。
ソフトウェアによる解析、画像分析、リアルタイムモニタリングにも対応し、幅が約60cm、高さが約30cmと非常にコンパクトなため、試験室だけでなく、あらゆる場所で試験を行うことができます。
MicroTesterは研究者によって開発されたため、生体系サンプルの試験を得意とし、生体サンプル試験の豊富な応用例を有します。
ステージ、ビームを変えることで、幅広い強度のサンプルを、様々な方法で試験することが可能です。
微小圧縮試験 - MicroTesterの強み
コンパクトなパッケージであらゆる場所で簡単に試験を実施できます。幅広い試験用途に対応でき、コンポーネントやビーム（カンチレバー）の交換も簡単にできます。
ソフトウェアを使用し、リアルタイムでテストプロトコルをグラフ化・モニタリングでき、高品質で費用対効果の高い圧縮試験を実施できます。
また、測定チャンバー正面には高解像度のカメラが搭載されておりますので、測定時の画像を記録することも可能です。
MicroTesterの応用例
多様なアタッチメントにより、生体から取り出したサンプルの圧縮強度、引張強度、弾性率測定、3点曲げ強度測定などが実施でき、多様な生体サンプルのメカニカル試験を実現します。50µm以上の厚みがあれば、スフェロイド、スキャフォールド、ゲル、細胞組織、ファイバーなど様々なサンプルの測定が可能です。
簡単なモジュール交換で多様な機械的試験に対応します。
3点曲げ試験
心筋チューブ、ナノバイバーなど
引張試験
血管、皮膚など
圧縮試験
細胞組織、スフェロイド、ゲルなど
MicroTesterの特徴
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高品質で費用対効果の高い試験をコンパクトなパッケージで実施できます
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コンポーネントやビーム（カンチレバー）の交換が簡単にでき、幅広い試験用途に対応できます
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高解像度カメラにより、測定の画像を記録できます
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ソフトウェアを使用し、リアルタイムでテストプロトコルをグラフ化・モニタリング
MicroTesterで測定可能なサンプル
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スキャフォールド
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ハイドロゲル
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３D培養モデル
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細胞スフェロイド
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弾性物（ポリマーなど）
など
MicroTester ソフトウェア
MicroTesterのソフトウェアは、HPから無償でダウンロードできます。このソフトウェアによって、テストプロトコルの総合的な管理が可能となります。リアルタイムでのグラフ化やモニタリングによって、テスト中のフィードバックが見れるだけでなく、力と変位のデータの記録を残すこともできるので、後の分析も可能です。
ソフトウェアもモジュラーコンポーネントも簡単に使用でき、特別なトレーニングは必要ありません。
動画
クライアントレビュー
ジャスティン・リュー博士 - Justin Liu, PHD Candidate
カリフォルニア大学サンディエゴ校 - Shaochen Chen Lab, University of California San Diego
組織工学アプリケーションのためのソフトハイドロゲルのマイクロ／ナノスケールの3Dプリントに焦点を当てています。MicroTester は、他の方法では正確に測定することが難しいサンプルを、正確に測定することができるユニークな装置です。提供されるソフトウェアは使いやすく、ラボの多様なニーズに柔軟に対応します。
レアンダ・バプティスタ教授 - Prof. Leandra S. Baptista
リオデジャネイロ大学 - Federal University of Rio de Janeiro
Delivery of Human Adipose Stem Cells Spheroids into Lockyballs.
MicroTester は、多機能な光学システムと、機械特性試験により、細胞スフェロイドの測定を可能にするユニークな装置です。また、CellScaleのカスタマーサポートにも大変満足しています。
デモ機貸し出しについて
MicroTesterは無料にてデモが可能です。実際の実験環境や使用環境でお試しいただき、MicroTesterの機能や性能、使いやすさ、製品の大きさ等を事前にご確認いただけます。デモ可能な機種や貸出期間等につきましてはお問い合わせください。
仕様
LT モデル
G2 モデル
