2016 Fiscal Year Annual Research Report
Bull’s eyeパターン化プラズモニックチップによる神経細胞ネットワーク解析
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16H02092
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
田和 圭子 関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 千絵 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (60435766)
梅津 光央 東北大学, 工学研究科, 教授 (70333846)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蛍光顕微鏡 / Bull's eye / プラズモニックチップ / 表面プラズモン共鳴 / ナノ粒子 / 神経細胞 / 神経活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は電場増強を与えるプラズモニックチップ（波長サイズの周期構造を金属薄膜でコートした基板）上で神経細胞を培養し、チップの非線形な光学特性を利用して神経細胞のネットワーク（NW）解析を行うものである。Bull's eye構造のプラズモニックチップでは、円の中心数μmの空間に著しく増強された電場が形成されるので、Bull's eye構造のアレイ化プラズモニックチップでレセプターのダイナミクスと神経伝達物質との相関について多点で1分子計測を行い、空間情報を保持したまま神経電気活動を広い領域で計測し、NW解析を行うことを目指す。
今年度は最も大きな蛍光増強を与えるBull's eye型プラズモニックチップの設計を行うことを目標とし、実験と計算からそれぞれ蛍光増強度、増強電場を評価することでBull's eye構造の最適化を行った。ピッチについては400,480,600 nmの3種類を用意し、蛍光顕微鏡下でフィルターユニット（励起波長と蛍光波長）を変えて、蛍光強度をそれぞれ計測した。その蛍光強度はガラス基板上の蛍光分子の蛍光強度で規格化され、それぞれのピッチ上の蛍光増強度として求めた。CY5のような650nm以上の蛍光波長をもつ蛍光分子に対しては、480nmピッチで蛍光増強度は最大となった、中心の構造については、4種類の構造についてFDTD計算を行い、構造による電場増強度について知見を得た。現在、これらの結果について、蛍光顕微鏡を用いた実験により蛍光増強度として確認中である。また、このチップの上での1ナノ粒子計測を行い、空間分解能や蛍光増強度の評価も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度はBull's eye構造のプラズモニックチップにおける光学特性評価を計画していたが、その結果を出すことができた。29年度はこのプラズモニックチップ上で神経細胞を培養し、蛍光顕微鏡観察を行い、神経活動を計測する。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り進めていく。29年度は博士研究員が本研究に加わり、神経細胞の培養、観察を進める予定であるので、研究計画どおりの研究内容が遂行できると考えている。
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