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2019 Fiscal Year Annual Research Report

単一細胞用サブピコワット高感度熱計測システム

Research Project

Project/Area Number 17H04804
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

猪股 直生  東北大学, 工学研究科, 助教 (40712823)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsマイクロ温度センサ / MEMS / 細胞 / 微細加工
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である本年度は,作製したデバイスの特性評価と,デバイスを用いた細胞の温度計測を行った.デバイスの評価として,電気ノイズをもとにした温度分解能が1.1m℃であること,応答速度が0.1秒以下であること,センサが電圧には応答せず温度にのみ応答することを確認した.作製したデバイス上に細胞を培養し,偶発的にセンサ上にのった細胞の温度計測を行った.計測対象の細胞は,従来の細胞温度計測の研究によく用いられるCOS7を使用した.まず,脱共役剤であるFCCP溶液による薬液刺激を行った際の細胞の温度信号を観察した.細胞の温度はゆっくりと上昇し,最終的に1℃程度上昇したところでしばらくの間その状態を維持した.これは従来観察されている既知の発熱現象であり,作製したデバイスが細胞1つの温度信号を捉えていることを示している.また,薬液刺激を行わない状態で,周辺環境温度における細胞の温度信号の違いを比較した.室温(25℃)と37℃の環境で計測を行ったところ,後者の方が得られた温度信号の揺らぎが大きかった.これは細胞が活発に活動しているためだと考えられる.以上,単一細胞の温度・熱を高感度で計測するシステムの開発に成功した.一方,イオン液体の熱電特性を用いた温度センサに関する研究に加え,新たな原理の高感度温度計測センサの開発を目指し,反磁性体の磁気浮上を用いた温度センサの開発に取り組んだ.作製したプロトタイプを用いて原理実証を行ったとともに,ポリマー断片の示差熱量計測に成功した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Diamagnetic Levitation Thermometer2020

    • Author(s)
      Inomata Naoki、Inomata Eiji、Ono Takahito
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      Volume: 15 Pages: 773~774

    • DOI

      10.1002/tee.23115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short-term temperature change detections and frequency signals in single cultured cells using a microfabricated thermistor2020

    • Author(s)
      Inomata Naoki、Inaoka Ryohei、Okabe Kohki、Funatsu Takashi、Ono Takahito
    • Journal Title

      Sensing and Bio-Sensing Research

      Volume: 27 Pages: 100309~100309

    • DOI

      10.1016/j.sbsr.2019.100309

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Liquid Thermocouple Using Thermoelectric Ionic Liquids2019

    • Author(s)
      Inomata Naoki、Van Toan Nguyen、Ono Takahito
    • Journal Title

      IEEE Sensors Letters

      Volume: 3 Pages: 1~4

    • DOI

      10.1109/LSENS.2019.2912418

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁気浮上を用いた温度センサ2019

    • Author(s)
      猪股 直生,猪股 映史,小野 崇人
    • Organizer
      第10回集積化MEMS技術研究ワークショップ
  • [Presentation] 単一培養細胞の熱挙動観察のための高感度温度センシングデバイス2019

    • Author(s)
      稲岡 凌平,猪股 直生,小野 崇人,岡部 弘基, 船津 高志
    • Organizer
      第 36 回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム

URL: 

Published: 2021-01-27  

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