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単一細胞用サブピコワット高感度熱計測システム

研究課題

研究課題/領域番号 17H04804
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関東北大学

研究代表者

猪股 直生  東北大学, 工学研究科, 助教 (40712823)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2019年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードマイクロ温度センサ / MEMS / 細胞 / 微細加工 / 熱センサ / thermal sensor / cell / ナノマイクロセンサ
研究成果の概要

本研究では,単一の培養細胞を計測対象とした高分解能熱計測デバイスの開発を行った.温度センサとして酸化バナジウムサーミスタを使用すること,断熱のために薄膜浮遊構造を用いること,デバイス上で細胞が培養できることをデバイスの特徴とする.微細加工技術によって作製したデバイス上に細胞を培養し,細胞の温度計測を行った.細胞に対して薬液刺激を行ったところ,ゆっくりとした長時間の温度上昇を観察した.また,薬液刺激を行わない状態で環境温度25℃と37℃における細胞の温度信号の違いを比較したところ,後者の方が揺らぎの大きい温度信号を観測した.以上,目的としたデバイスの開発とそれを用いた細胞の温度計測に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

温度は細胞内部で生じる生化学反応の結果であるため,細胞の熱挙動をモニタリングするための計測パラメータとして,細胞の発する温度信号は最適であると言える.本研究で開発したデバイスを用いることで,従来手法では観測できなかった細胞の温度信号を観測することができた.どちらの手法が優れているというわけではなく,各々の長所を活かした計測を行うことで,より詳細な細胞の熱挙動を観測できるようになる.これにより,細胞の生理機能や応答機構,機能発現の仕組みの解明に近づくことが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Diamagnetic Levitation Thermometer2020

    • 著者名/発表者名
      Inomata Naoki、Inomata Eiji、Ono Takahito
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 15 号: 5 ページ: 773-774

    • DOI

      10.1002/tee.23115

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-term temperature change detections and frequency signals in single.2020

    • 著者名/発表者名
      Inomata N, Inaoka R, Okabe K, Funatsu T, Ono T
    • 雑誌名

      Sensing and Bio-Sensing Research

      巻: 27 ページ: 100309-100309

    • DOI

      10.1016/j.sbsr.2019.100309

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Liquid Thermocouple Using Thermoelectric Ionic Liquids2019

    • 著者名/発表者名
      Inomata Naoki、Van Toan Nguyen、Ono Takahito
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 3 号: 5 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/lsens.2019.2912418

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of on‐chip vacuum pump using a silicon nanostructure by metal‐assisted chemical etching2019

    • 著者名/発表者名
      Inomata Naoki、Kamakura Kentaro、Van Toan Nguyen、Ono Takahito
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 14 号: 6 ページ: 954-958

    • DOI

      10.1002/tee.22887

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Piezoresistive Property of Vanadium Oxide Thin Film Deposited by Sputtering2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Inomata, Nguyen Van Toan, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 2 号: 1 ページ: 2500204-2500204

    • DOI

      10.1109/lsens.2018.2791530

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Piezoresistive property of an aluminum-doped zinc oxide thin film deposited via atomic-layer deposition for microelectromechanical system/nanoelectromenchanical system applications2017

    • 著者名/発表者名
      Inomata Naoki、Van Toan Nguyen、Ono Takahito
    • 雑誌名

      IEEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING

      巻: 12 号: S2

    • DOI

      10.1002/tee.22570

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁気浮上を用いた温度センサ2019

    • 著者名/発表者名
      猪股 直生,猪股 映史,小野 崇人
    • 学会等名
      第10回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単一培養細胞の熱挙動観察のための高感度温度センシングデバイス2019

    • 著者名/発表者名
      稲岡 凌平,猪股 直生,小野 崇人,岡部 弘基, 船津 高志
    • 学会等名
      第 36 回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属触媒シリコンエッチングによるナノポーラス構造を用いた マイクロクヌーセンポンプ2018

    • 著者名/発表者名
      猪股 直生,鎌倉 健太郎, Nguyen Van Toan,小野 崇人
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Piezoresistive Property of Vanadium Oxide Thin Film2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Inomata, Nguyen Van Toan, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 学会等名
      The 31st IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化バナジウム薄膜のピエゾ抵抗評価と圧力センサ応用2017

    • 著者名/発表者名
      猪股 直生,小野 崇人
    • 学会等名
      第34回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 温度センサ及びその製造方法2018

    • 発明者名
      猪股 直生,小野 崇人
    • 権利者名
      猪股 直生,小野 崇人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-245080
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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