| 研究課題/領域番号 |
15K04636
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノバイオサイエンス
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
山田 弘 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (10545974)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 走査プローブ顕微鏡 / 走査電気化学顕微鏡 / 走査イオンコンダクタンス顕微鏡 / イオン選択性電極 / SECM / SICM / 白金微小電極 / 酸素還元 / 微小電極 / ナノ電極 / ライブセルイメージング |
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| 研究成果の概要 |
細胞の生理機能をつかさどる細胞膜表面のイオンチャネルチャネル分布や，細胞近傍の酸素流束分布をイメージングするため，ナノイオン選択性電極，ナノ白金電極，およびこれらを非侵襲でプローブ/試料間距離を制御し走査する機構を開発した．
先端がnmサイズのガラスキャピラリ内部にイオン選択能を有するクラウンエーテル溶液を入れることでアンペロメトリックカリウムイオン選択性電極を作成した．また，酸素流束測定のためのナノ白金電極を作成した．これらの電極をダブルバレルの電極へ改良し，イオン伝導度により距離制御し，カリウムイオン，あるいは酸素流束をイメージングする走査プローブ顕微鏡システムを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在用いられている細胞の生理学的な評価は，パッチクランプや特定のたんぱく質を蛍光ラベルして観察する方法等で行われている．これらは非侵襲ではなく，細胞の生理機能を長期にイメージングできるわけではない．本研究課題で構築したナノメートルサイズのイオン選択性電極およびナノ白金電極を用いた走査プローブ顕微鏡システムによれば，ナノメートルレベルの解像度で試料表面に沿ってプローブを走査し，カリウムイオンあるいは酸素流束のイメージングが可能である．本システムを用いれば，非侵襲で単一細胞近傍の細胞の生理機能と関連の深い物質の流束分布をイメージングし，細胞機能評価の新たな手段となりうる．
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