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2光子励起顕微鏡法と埋め込みインターフェイスデバイスを融合した脳計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10J08063
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関東京大学

研究代表者

竹原 宏明  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2012年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードマイクロ流体デバイス / 2光子顕微鏡 / 神経細胞 / 脳 / in vivo / 埋め込みデバイス / 光刺激 / ケイジド試薬 / マイクロ液体デバイス
研究概要

マイクロ流体デバイス技術はこれまで、生体分子や細胞、組織といった生体サンプルを生体外(ex vivo)で操作、計測するためのバイオ分析ツールとして主に発展してきた。しかし、細胞の生体内での本来の機能は、細胞周囲の環境や他の細胞との相互作用に大きく影響されるものが多い。そこで、マイクロ流体デバイス技術の応用範囲を生体内(in vivo)細胞の分析にまで拡張できれば、生物学、医学の発展の基盤となる新たな研究ツールを提供できるものと期待される。以上の背景の下、本研究は、マイクロ流体デバイスの分析対象を動物個体へと拡張した「埋め込み型マイクロ流体デバイス技術」を提唱し、埋め込み型デバイスに特有の設計指針の導出、要素デバイス技術の開発、及び試作デバイスによる有用性の実証を行った。具体的には、マウスを用いる神経科学研究に利用するための埋め込み型デバイスの実現を目指して、物理的、物理化学的、ならびに生物学的観点から求められるデバイスの設計指針を明らかにし、さらに、埋め込み型デバイス特有の課題を解決するべく適正化されたデバイス製造技術とデバイス設置手術を開発し、マウス頭部に埋設可能な光学観察、試薬投与機能をもつマイクロ流体デバイスを試作した。その結果、神経科学分野でこれまで技術的に困難とされてきた試薬投与を伴った状態での生きたマウス脳組織の長期経過観察を達成し、埋め込み型マイクロ流体デバイス技術の有用性を示した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (21件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Novel Microfluidic Valve Technology Based on Shape Memory Effect of Poly(epsilon-caDrolactone)2013

    • 著者名/発表者名
      H. Takehara, C. Jiang, K. Uto, M. Ebara, T. Aoyaei, and T.
    • 雑誌名

      Applied Physics Express (APEX)

      巻: 6 号: 3 ページ: 37201-37201

    • DOI

      10.7567/apex.6.037201

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーマイクロ流体バルブの埋め込み型デバイスへの実装2013

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 蒋晨陽, 長岡陽, 宇都甲一郎, 野口潤, 任原充宏, 赤木貴則, 青柳隆夫, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      第60回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] IMPLANTABLE MICROFLUIDIC INTERFACE DEVICES WITH DRUG PERFUSION FUNCTION THROUGH HYDROGEL MEMBRANE2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takehara, A. Nagaoka, J. Noguchi. T. Akaei, H. Kasai and 〓
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro-〓
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SHAPE-MEMORY POLYMER MICROVALVES2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takehara, K. Uto, M. Ebara, T Aovaei and T Ichiki
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro-〓
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2012-10-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] FLEXIBLE PHOSPHORESCENT OXYGEN MICROSENSOR ARRAY DEVICES FOR NONINVASIVE MONITORING OF CELLULAR OXYGEN METABOLISM DURING2012

    • 著者名/発表者名
      M. Kojima, H. Takehara, T. Akaei
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro-
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] retra-PEG Gel/PDMS Hybrid Microfluidic Devices for In Vivo Analysis of Neural Cells2012

    • 著者名/発表者名
      II. Takehara, A. Nagaoka, J. Noguchi, T. Akagi, T. Sakai, U. Chung, H. Kasai and T. Ichiki
    • 学会等名
      9th International Gel Symposium (Gelsympo2012)
    • 発表場所
      筑波(茨城県)
    • 年月日
      2012-10-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Shape-memory polymer tnicrovalves and its application to a field-Droerammabl e valve array2012

    • 著者名/発表者名
      H. Takehara, K. Uto, M. Ebara, T Aovaei and T Ichiki
    • 学会等名
      2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2012)
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府)
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ポリマーマイクロ流体バルブの開発2012

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 将晨陽, 宇都甲一郎, 荏原充宏, 青柳隆夫、一木隆範
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      松山大(愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Tetra-PEG gel/PDMSハイブリッドマイクロ流路からの試薬拡散2012

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 酒井崇匡, 鄭雄一, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      Tetra-PEG gel/PDMSハイブリッドマイクロ流路からの試薬拡散
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Tetra-PEG gel/PDMSハイブリッドマイクロ流体デバイスの作製2011

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 酒井崇匡, 鄭雄一, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] obonding method for the use of Tetra-PEG gel as a structural material fo2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takehara, A.Nagaoka, J.Noguchi, T.Akagi, T.Sakai, U.Chung, B.Kasai, T.Ichiki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro-
    • 発表場所
      Seattle (USA)
    • 年月日
      2011-10-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Brain interface device With permeable hydrogel membrane for in vivo analysis of neural cells2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takehara, A.Nagaoka, J.Naguchi, T.Akagi H.Kasai
    • 学会等名
      2011 International Conference on Solid State Devices
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター(愛知県)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Implantable microfluidic devices for neuroscience2011

    • 著者名/発表者名
      H.Takehara, A.Nagaoka, J.Noguchi, T.Akagi, H.Kasai
    • 学会等名
      th Biyani's International Conference-2011(BICON-1
    • 発表場所
      Jaipur (India)
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ハイドロゲルリアクティブマイクロボンディング法を用いたハイドロゲル透過膜を有するマイクロ流路の開発2011

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 酒井崇匡, 鄭雄一, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      2012年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学(山形県)
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 動物個体への埋め込み型マイクロブレインインターフェイスデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      電気学会バイオ・マイクロシステム研究会
    • 発表場所
      豊橋技科大(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 動物個体への埋め込み型マイクロブレインインターフェイスデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      電気学会バイオ・マイクロシステム研究会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ハイドロゲル透過膜を有するマイクロブレインインターフェイスデバイスの開発2011

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-03-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 脳組織への局所試薬投与のためのマイクロ流体インターフェイスデバイス2010

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      20th MRS-J Academic Symposium
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県)
    • 年月日
      2010-12-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] バイオデバイスの薬物輸送解析2010

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明、一木隆範
    • 学会等名
      PUCA-ESI User's Forum Japan 2010
    • 発表場所
      ヒルトン東京(東京都)
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Microfluidic interface devices for in vivo analysis of neural cells using 2-photon laser scanning microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      H.Takehara, A.Nagaoka, J.Noguchi, T.Akagi, H.Kasai, T.Ichiki
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (Micro-TAS2010)
    • 発表場所
      フローニンゲン,オランダ
    • 年月日
      2010-10-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生きたマウスを用いた神経細胞研究のためのマイクロブレインインターフェイスデバイスの開発とその展望2010

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明, 長岡陽, 野口潤, 赤木貴則, 河西春郎, 一木隆範
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Flexible and transparent microelectrode arrays made from poly (3,4-ethylendioxythiophene) poly (styrenesulfonate) and an amorphous perfluoropolymer for electrophy siological measurement2010

    • 著者名/発表者名
      H.Takehara, A.Nagaoka, J.Noguchi, T.Akagi, H.Kasai, T.Ichiki
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Organic Molecular Electronics (ISOME2010)
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2010-06-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] バルブ、マイクロ流体アハイス、及びバルブシート、並びに、バルブシートの製造方法、及びマイクロ流体デバイスの製造方法2012

    • 発明者名
      一木隆範、竹原宏明、塩野博文
    • 権利者名
      東京大学、株式会社ニコン
    • 産業財産権番号
      2012-091089
    • 出願年月日
      2012-04-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] マイクロリアクターデバイス、マイクロリアクターデバイスの製造方法、細胞の活性評価および細胞の活性評価装置2011

    • 発明者名
      一木隆範, 竹原宏明, 小島麻里, 塩野博文
    • 権利者名
      東京大学株式会社ニコン
    • 産業財産権番号
      2011-112568
    • 出願年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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