細胞及び組織階層のバイタル定量を目指した、熱輸送モニタリング法の提唱とその実証
| Project/Area Number |
15J00758
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Intelligent mechanics/Mechanical systems
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
片山 貴志 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 細胞工学 / 組織工学 / バイタル計測 / 伝熱解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では熱の拡散現象を利用して、μｍ～ｍｍの寸法領域における細胞及びミクロ生体組織内部のダイナミクスを計測することで、光学顕微鏡による手法を補完できる新しい方法論を提示する事により、将来予想される個人レベルでの再生医療工学の爆発的な展開に備えることを目的として検討を実施した。
２７年度に達成することができた電気的な計測系の構築及びセンサの設計指針を元に、高感度計測が可能となるシステムの構築、実際のＭＥＭＳデバイスの開発及び性能実証を実施した。システムとしては、センサ入力段にローパスフィルタを導入することが好ましくない原理的な要求に対応できるよう発生ノイズの少ない恒温を実現することで測定感度を熱物性換算でσ＝0.0007W/mKを実証することができた。これは単一細胞でこれまでに確認された熱伝導率測定事例における変化量Δ0.08W/mKの1/100以下の分解能である。ＭＥＭＳデバイスとしては検出部寸法が最小0.4×2μm、最大300×4750μmの範囲で様々な形状のものの試作・評価を実施し、それぞれ適正な検出性能を有していることを確認できた。これはおよそ直径数μmの単一細胞から、数mm程度の培養組織までの寸法領域をカバーできることを示している。これらの測定は一励起当たり約16nJの投入熱量で実施された。褐色脂肪細胞で報告されている単一細胞あたりの発熱量2nJと比較するとまだ10倍程度大きな値ではあるが、さらなる改善はすでに十分視野に入っている。
以上の成果により、極めて侵襲性の低い、全く新しい細胞及び微小生体組織のモニタリング手法を提示する事が出来たと考える。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
