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液晶の電気光学効果を直接利用した細胞膜電位測定技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17700408
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関大阪工業大学

研究代表者

宇戸 禎仁  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (20298798)

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
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2007年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2005年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
キーワード液晶 / 電気光学効果 / 活動電位 / 観測 / 神経細胞 / 低侵襲 / 強誘電性液晶 / 測定法 / 電位分布 / 水中液晶 / 細胞培養 / 計測技術 / サーモトロピック液晶 / ネマチック液晶 / 増殖曲線 / 液晶薄膜
研究概要

平成19年度は,神経細胞を液晶膜上で培養し,神経細胞の活動電位発生に伴う電位分布の変化を光学的に観測することを主な目的とした.また同時に,ネマチック液晶以外の強誘電性液晶やコレステリック液晶の電気光学応答特性についても調べ,最適な液晶材料を見出すことも目的とした。
平成19年度の実施では,残念ながら神経細胞の活動電位発生に伴う電位分布の変化を光学的に観測する実験を行うには至らなかったが,線維芽細胞や筋芽細胞の培養には成功した.また,ネマチック液晶以外の強誘電性液晶を使った実験を行い,強誘電性液晶上ではネマチック液晶上とは違い,細胞を培養することが困難であることがわかった.しかしながら,強誘電性液晶に毒性があることは否定出来る結果が得られており,細胞の足場が問題である可能性あることが明らかとなった.この結果から,強誘電性液晶が持つ他の優れた特性を考慮すると,強誘電性液晶は有効な材料であると言える.
実施計画では,毎秒1000コマの撮影が可能な高速度カメラを用いて細胞外の電位分布の変化を最速1msごとに記録する予定であったが,まだ細胞外電位分布の観測には至っておらず,水中液晶に金属電極で電圧を印加した際の電気光学応答特性を詳細に調べるという基礎データを得るにとどまった.従来から使われているマイクロ電極を細胞に刺入する方法での膜電位観測技術を利用して細胞の膜電位を観測するという計画は,筋芽細胞の培養過程での膜電位の変化を詳細に調べ筋細胞の活動電位の測定にも成功し,計画通り実行出来た.
神経細胞は,線維芽細胞や筋芽細胞と比較して培養も膜電位の観測もより高度な技術を必要とし,しかも高価であるため,線維芽や筋芽細胞で実験の基礎を確立する必要があり,平成19年度内では,神経細胞には至らなかったものの,着実に研究が進められたといえる.

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

    (20件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (10件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Electrooptic Response of Thermotropic Liquid Crystal Underwater to Alternation Applied Voltage.2006

    • 著者名/発表者名
      Shinichi OKUDA
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics. Vol. 45 No. 7

      ページ: 5889-5890

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 強誘電性液晶の螺旋構造変歪を利用する電界センサの解析2006

    • 著者名/発表者名
      于戸 禎仁
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E Vol. 126,No. 2

      ページ: 60-64

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective Reflection of Hydroxypropyl Cellulose Prepared with Autoclave2006

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke YUJI
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics. Vol. 45,No. 4A

      ページ: 2833-2834

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Calculation of extracellular electrical potential of a simulated nerve2006

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Uto
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings. Vol. 14

      ページ: 2581-2584

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on electrode array sheet for electrocardiogram mapping2006

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Uto
    • 雑誌名

      IFMBE Proceedings. Vol. 14

      ページ: 2551-2552

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 強誘電性液晶の螺旋構造変歪を利用する電界センサの解析2006

    • 著者名/発表者名
      宇戸 禎仁, 森田 祐志, 伊嶋 英明, 辻 裕基
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E Vol.126, No.2,

      ページ: 60-64

    • NAID

      10017256414

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrooptic Effect of Lyotropic Liquid Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      Sadahito UTO, Syunsuke Yuji, Yasuyuki Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Electrical Materials Engineering Vol.14, No.2,

      ページ: 129-130

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] レシチンを界面活性剤として使用した水中液晶薄膜2005

    • 著者名/発表者名
      奥田慎一, 宇戸禎仁
    • 雑誌名

      大阪工業大学紀要理工篇 第50巻,第1号

      ページ: 53-58

    • NAID

      120006875491

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electric-field-temperature phase diagram of an antiferroelectric liquid crystal2005

    • 著者名/発表者名
      H.Orihara, Y.Naruse, M.Yagyu, A.Fajar, S.Uto
    • 雑誌名

      Physical Review E Vol.72,

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermotropic Liquid Crystal Film Underwater2005

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Uto, Yuuji Nakanishi, Takahumi Matsumoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol.44, No.5A

      ページ: 3170-3171

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 培養筋細胞の成長過程における膜電位測定2008

    • 著者名/発表者名
      北川悠介
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 年月日
      2008-03-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水中強誘電性液晶薄膜の電気光学効果と生体適合性2008

    • 著者名/発表者名
      古賀祐輔
    • 学会等名
      平成20年電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡工業大学
    • 年月日
      2008-03-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] C2C12細胞膜電位による分化判定と活性の評価2007

    • 著者名/発表者名
      大西優貴
    • 学会等名
      電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水中液晶薄膜における極性を持つ電界応答に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      川崎貴士
    • 学会等名
      電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水中強誘電性液晶薄膜の電気光学応答2007

    • 著者名/発表者名
      古賀祐輔
    • 学会等名
      電気学会関西支部連合大会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2007-11-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 筋芽細胞の分化と細胞膜電位の変化2007

    • 著者名/発表者名
      大西優貴
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2007
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水中強誘電性液晶薄膜2007

    • 著者名/発表者名
      古賀 祐輔
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 水中ネマチック液晶膜の電気光学応答の分布2007

    • 著者名/発表者名
      川崎 貴士
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelectric liquid crystal film underwater.2007

    • 著者名/発表者名
      Sadahito UTO
    • 学会等名
      International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals.
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 筋芽細胞培養過程における細胞膜電位の変化2007

    • 著者名/発表者名
      大西優貴
    • 学会等名
      第46回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2007-04-25
    • 関連する報告書
      2007 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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