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人工神経シナプスのためのナノ流体技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17650141
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関九州工業大学

研究代表者

安田 隆  九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 准教授 (80270883)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードマイクロ流体デバイス / ナノバイオ / 酵素センサ / 神経伝達物質 / グルタミン酸 / ナノポーラス材料 / 流体デバイス
研究概要

神経細胞から放出される神経伝達物質、特にグルタミン酸をナノ寸法の微小孔より取り込み、酵素反応を利用して電気化学的に計測するセンサの開発を行った。センサは細胞培養チャンバ、電気化学的計測用の3電極とマイクロ流路、細胞から放出されるグルタミン酸を電極側へ透過させるためのナノホールアレイから構成される。また、ナノホール周辺には白金黒膜が形成され、グルタミン酸のみを透過させるナノフィルタリングを実現した。本年度は特に、白金黒膜の製作方法や、白金黒膜と作用電極間の距離を検討することでデバイスの性能向上を試みた。まず、マイクロ流路を用いてメッキ液の流速を一定に保ち、白金黒の析出を行う方法と、矩形波状の電流を流すことで電極付近の金属イオン濃度の低下を抑制しながら析出するパルスメッキ法を試みた。4個のデバイスに白金黒を析出し、ヘキサシアノ鉄 (III)酸カリウムとヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム三水和物を用いてそれぞれのデバイスにおけるCV測定を行った結果、パルスメッキ法を用いて白金黒を析出したデバイスの酸化電流ピークのばらつきは約±2μAと非常に再現性のよい白金黒膜が形成できた。次に、酵素溶液を満たしたマイクロ流路の高さを変更し、白金黒膜と作用電極間の距離が応答電流値へ及ぼす影響を観察した。流路高さが異なる3種類のデバイスを製作してグルタミン酸(濃度10mM)滴下後の応答電流値を計測したところ、流路高さ50μmにおいてグルタミン酸滴下後に応答電流値が直ちに上昇し一定の値を示すことが分かった。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Neurotransmitter Sensing Device with Molecule-Permeable Platinum Filled in Nano-holes2006

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yasuda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences Vol. 1

      ページ: 747-749

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Microfluidic Enzyme Sensor Using Nano-filtering of a Pt Black Film Electrode2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Shinohara
    • 雑誌名

      Proceedings of the 23rd Sensor Symposium on Sensors, Micromachines, and Applied Systems

      ページ: 127-130

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 白金黒膜電極を用いたマイクロ流体酵素センサの性能向上に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      石塚 勝敏
    • 学会等名
      第24回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-10-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 細胞刺激計測のための微量液体操作デバイス2007

    • 著者名/発表者名
      安田 隆
    • 学会等名
      (社) 新化学発展協会 電子情報技術部会 秋季講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2007-09-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] マイクロ流体酵素センサ2006

    • 発明者名
      安田隆
    • 権利者名
      国立大学法人九州工業大学
    • 産業財産権番号
      2006-005358
    • 出願年月日
      2006-01-12
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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