2017 Fiscal Year Annual Research Report
Visualization of odor quality and space
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15H01713
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 健司 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50202263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 幸二 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10180324)
冨浦 洋一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (10217523)
李 丞祐 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (60326460)
内田 誠一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (70315125)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 匂いセンサ / イメージング / 分子認識 / 可視化画像解析 / 匂いマップ / センサ / 匂い予測 / 二次元化学センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膨大な種類の化学物質の組合せを高速・高感度に読み取る優れた生物の嗅覚が扱う情報を、匂いの脳内表現である匂いクラスタマップと光学的二次元化学センサ（匂いイメージセンサ）により匂いの質と空間を可視化し、ディジタル情報に変換する研究を行った。 まず、歪みを考慮した画像を生成する統計モデルを改良し、ラットの嗅球の活性画像の詳細な歪み補正とクラスタリングに成功した。さらに、匂い分子のChemical Classifierに対し有意に活性度が高いクラスタを特定することに成功し、複数のクラスタの活性度が高いことを発見した。分子パラメータと活性パターンと匂い感性表現を機械学習により予測し、関係性グラフによる匂いの質を可視化した。ZSM-5ゼオライト・ポリジメチルシロキサン複合薄膜により人体からの揮発性代謝成分を定性・定量し、口腔がん患者の唾液から新規バイオマーカを発見した。バイオマーカであるアンモニアとその他代謝成分の水晶振動子や光ファイバーを用いたセンサシステムにより選択的・高感度ガス検知を実現した。痛みに関係するバニロイドに対する合成ペプチドホストと新規蛍光物質であるカーボン量子ドット（CQD）の分子認識性ナノ材料応用により香気成分であるバニリンを触媒的に酸化するマイクロペルオキシダーゼを分子認識性ペプチド、ペプチド核酸と一体化した人工酸化酵素の開発に成功した。CQD表面の過シュウ酸エステル構造誘導体化し、自発光性CQDによる新たな過酸化水素の発光センシングを実施した。さらに、匂いを可視化するセンサデバイスの二次元化学センサ構造に着目し、匂いイメージセンサ特性の簡易・高速な校正技術を混合蛍光色素系（FRETセンサ）により実現した。また、二次元化が可能な高速LSPRセンサに分子鋳型ゾルゲルによる分子選択能を付与したセンサデバイスを開発し、生物に関連する匂い分子の選択的検知に成功した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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