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走査型電気化学/化学発光顕微鏡を用いた酵素触媒界面の電気化学/発光イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 15033204
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

末永 智一  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (70173797)

研究分担者 西澤 松彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20273592)
珠玖 仁  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教授 (10361164)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード走査型電気化学顕微鏡 / 走査型化学発光顕微鏡 / 水晶振動子 / 圧電素子 / 自己集積化膜 / 固定化酵素 / イムノアッセイ
研究概要

本研究では、自作の走査型電気化学顕微鏡(SECM)に発光・蛍光・トポグラフィー計測系をハイブリッドしたシステムにより、ナノメートルレベルの生体機能表面を評価し、デバイス作製や環境センシングへ展開する.これまでの研究で、探針-試料間距離および探針サイズをナノメートルオーダーで制御することを可能にした.これによりイメージングにおける空間分解能の向上のみならず、局所反応誘起に基づくナノリソグラフィーが期待できる.
1.我々の計測システムでは、シアーフォース(せん断応力)フィードバック距離制御を採用することにより、プローブ-基板間距離を100nm以下に保持することが可能となっている.基板と垂直方向にプローブを振動させる距離制御プログラムに改良し、イメージングの際生体試料に与える付加を大幅に軽減することができた.具体的には、プローブをxy方向の振動に加えz方向にも作動して距離制御を行うことで、試料に衝突させずに高解像度イメージングが可能となった(防衛大学山田弘博士との共同研究).
2.細胞を液中で安定にイメージングすることができた.細胞骨格を蛍光染色した試料の形状・蛍光同時イメージングを検討した.さらに、生細胞をそのままイメージングすることも可能であることを確認した.
3.ガラスキャピラリを細尖化したのち、金スパッタ蒸着膜/パリレン蒸着膜の順でコートした.パリレン絶縁膜は安定性に優れ、電極半径70nmのナノ電極を作製できた.電極型(〜100nm)、光ファイバ型(孔径〜100nm)、および光ファイバ-電極複合型ナノプローブ各種を作製した.
4.デバイス作製技術:プロテインアレイのディメンジョンをナノメートルオーダーにスケールダウンするための要素技術として、ナノ微細加工技術、微粒子配列化技術、極微量サンプルの操作技術が挙げられる.誘電泳動を利用して、微粒子のマニピュレーション、タンパク質-細胞のパターニング技術を確立した.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Multi-channel 3-D cell culture device integrated on a silicon chip for anticancer drug sensitivity test2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Torisawa
    • 雑誌名

      Biomaterials 26

      ページ: 2165-2172

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Amperometric detection of the bacterial metabolic regulation with a microbial array chip2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nagamine
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of microbial chip for amperometric detection of metabolic alteration in bacteria2005

    • 著者名/発表者名
      K.Nagamine
    • 雑誌名

      Sens.Actuat.B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional micro-culture system with a silicon based cell array device for multi-channel drug sensitivity test2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Torisawa
    • 雑誌名

      Sens.Actuat.B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Metabolic and enzymatic activities of individual cells, spheroids, and embryos as a function of the sample size2005

    • 著者名/発表者名
      H.Shiku
    • 雑誌名

      Sens.Actuat.B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of miniature Clark oxygen sensor integrated with microstructure2005

    • 著者名/発表者名
      C.-C.Wu
    • 雑誌名

      Sens.Actuat.B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Multicellular Spheroid-Based Drug Sensitivity Test by Scanning Electrochemical Microscopy (SECM)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Torisawa
    • 雑誌名

      Oncology Reports (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Respiration activity of Escherichia coli entrapped in a cone-shaped microwell and cylindrical micropore monitored by scanning electrochemical microscopy (SECM)2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kaya
    • 雑誌名

      Analyst 129・6

      ページ: 529-534

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Respiration activity of single bovine embryos entrapped in a cone-shaped microwell monitored by scanning electrochemical microecopy2004

    • 著者名/発表者名
      H.Shiku
    • 雑誌名

      Anal.Chim.Acta 522・1

      ページ: 51-58

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Dielectrophoretic micropatterning with microparticle monolayers covalently linked to glass surfaces2004

    • 著者名/発表者名
      M.Suzuki
    • 雑誌名

      Langmuir 20・25

      ページ: 11005-11011

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 電気化学 オンチップ遺伝子工学:オンチップ培養とその評価2004

    • 著者名/発表者名
      彼谷高敏
    • 雑誌名

      ぶんせき 2004・11

      ページ: 671-673

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞チップを用いるバイオアッセイ2004

    • 著者名/発表者名
      鳥澤勇介
    • 雑誌名

      分析化学 53・5

      ページ: 367-382

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Torisawa: "Proliferation assay on a silicon chip applicable for tumors extirpated from mamalians"International Journal of Cancer. 109. 302-308 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Oyamatsu: "Electrochemical / Photochemical Formation of Enzyme Patterns on Glass Substrates using a Scanning Electrochemical / Confocal Microscope"Sens.Actuat.B. 91. 199-204 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Torisawa: "Scanning Electrochemical Microscopy (SECM)-Based Drug Sensitivity Test for Cell Culture Integrated in Silicon Microstructures"Anal.Chem.. 75. 2154-2158 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Glidle: "Analysis of Protein Adsorption and Binding at Biosensor Polymer Interfaces Using X-ray Photon Spectroscopy and Scanning Electrochemical Micopy"Anal.Chem.. 75. 2559-2570 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Oyamatsu: "Imaging of Enzyme Activity by Scanning Electrochemical Microscope Equipped with a Feedback Control for Substrate-Probe Distance"Bioelectrochemistry. 60. 115-121 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaya: "On chip Electrochemical Measurement of β-galactosidase Expression Using a Microbial Chip"Chem.Comm.. 2004. 248-249 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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