粘着性細胞の問題を電気気泡で解決、藻類バイオリアクターなどへ応用(MIT engineers solve sticky cell problem for bioreactors and other industries)

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2025-10-15 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの機械工学チームは、バイオリアクターなどで生じる「細胞の付着」問題を解決する新技術を開発した。電気化学反応で生成される微細な水素・酸素気泡を利用し、細胞を傷つけずに表面から除去できる方法である。金電極と陽極分離膜を用いることで、塩化ナトリウム溶液中でも有害な次亜塩素酸(漂白剤)が発生せず、藻類培養や医薬品製造に安全に適用できる。これにより、二酸化炭素吸収藻の成長促進や、細胞治療・バイオ医薬の効率化が期待される。従来の酵素処理や機械的洗浄より環境負荷・コストを大幅に削減し、バイオリアクター、バイオ燃料、食品加工など幅広い産業に応用可能。成果は『Science Advances』誌に掲載された。

<関連情報>

泡駆動による細胞剥離 Bubble-driven cell detachment

Bert Vandereydt, Baptiste Blanc, and Kripa K. Varanasi
Science Advances  Published:15 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adu3708

粘着性細胞の問題を電気気泡で解決、藻類バイオリアクターなどへ応用(MIT engineers solve sticky cell problem for bioreactors and other industries)

Abstract

On-demand cell detachment is of great importance in various applications in biosensitive environments. Existing methods such as enzymatic treatments and mechanical scraping are often time-consuming, labor-intensive, and harmful to cells. In this work, we demonstrate a method of detaching cells from substrates using electrochemical bubble generation without biocide generation. We demonstrate that shear stress generated by fluid flow beneath a rising bubble is the primary mechanism for cell detachment. This strategy, relying solely on physical forces and independent of cell or surface chemistry, can therefore work with a large range of the media, surfaces, and cells. We successfully implement this discovery at the lab-scale by designing a prototype for on-demand cell detachment that maintains high cell viability. The developed principle could find applications in high-throughput culture settings, such as algae photobioreactors or cell culture environments.

生物化学工学
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