2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22245011
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
末永 智一 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (70173797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊野 浩介 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (00509739)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 電気化学 / 分析化学 / マイクロ・ナノシステム / MEMS / バイオイメージング / 細胞解析 |
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| Research Abstract |
生体分子の網羅的解析法は、既に多くの研究機関で汎用され、生体機能の解析に必要不可欠な方法である。このようなバイオチップの検出には、主に光学的手法が用いられているが、様々な問題点を抱えている。そのような問題点を解決するために、本研究ではCCD素子に比肩あるいは凌駕し得る新しい電気化学イメージングデバイスの開発を目指した。
この電気化学イメージングデバイスには、局所レドックスサイクルを誘導してシグナルを取得するシステムが組み込まれており、申請者が開発した独自の電気化学測定システムである。本年度は、このシステムの応用として、3次元培養組織のスクリーニング、ナノ構造を組み込んだ超高感度システムの開発、超高密度電気化学センサの開発などを行った。
3次元培養組織として、胚性幹細胞を3次元培養して作製した胚様体を用いた。前年度までに細胞活性評価が可能である事を示したが、本年度では、細胞の分化評価のために、細胞挙動の観察、遺伝子評価を行った。この結果より、細胞分化を指標とした3次元培養組織のスクリーニングが可能である事を示した。また、様々なバイオサンプルの測定を可能にするための測定手法の開発を行い、酵素や酸素を指標にしたバイオアッセイへの応用を示すことに成功した。
また、超高感度な測定を行うために、ナノ構造を組み込んだデバイスを作製した。このデバイスを用いる事で、電気化学シグナルを飛躍的に増幅させる事に成功した。
このように、本研究により新規の電気化学測定・イメージング法を開発する事に成功した。今後、開発したシステムと従来汎用されている光学的手法を利用したシステムとの差別化、融合が行われ、新たなセンサ技術への確立につながると考えられる。開発したシステムは、バイオセンシングだけでなく各種化学センシングに革命をもたらし、センサ工学の技術体系にも新しい展開を誘起する事が期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Topographical and electrochemical nanoscale imaging of living cells using voltage switching mode scanning electrochemical microscopy2012
Author(s)
Yasufumi Takahashi, Andrew I. Shevchuk, Pavel Novak, Babak Babakinejad, Julie Macpherson, Patrick R. Unwind, Hitoshi Shiku, Julia Gorelik, David Klenerman, Yuri E. Korchev, Tomokazu Matsue
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: Vol. 109, No. 29
Pages: 11540-11545
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Observation of localized area by SICM2012
Author(s)
Komachi Ito, Yasuhumi Takahashi, Hirokazu Komaki, Hitoshi Shiku, Kosuke Ino, Tomokazu Matsue
Organizer
2012 International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology (isCEBT2012)
Place of Presentation
Tainan, Taiwan
Year and Date
20120902-20120905
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