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細胞を用いた携帯型匂いセンサの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18J23079
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

平田 優介  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード匂いセンサ / 細胞アレイ / GPCR / カルシウムイメージング / コラーゲンパターニング
研究実績の概要

本年度は、異なる嗅覚受容体を個々に発現した細胞が内包されたゲルのアレイを構築し、匂いに対するアレイの応答をパターンとして認識することで複数種類の匂い物質の検出を目指した。
前年度までの研究により、細胞をハイドロゲルにより包埋しても、ゲル内の細胞が匂い物質に応答することが確認されている。また、蛍光を厚み方向に蓄積し細胞のシグナル増強を行うことで、焦点面の前後の光もイメージセンサに伝えることができ、従来の平面培養では焦点面一層の細胞からの光をシグナルとしていたものを積み重なった複数の細胞からの光をシグナルとして得ることで、蛍光輝度を増強にも成功している。そこで、これらの知見を活かしながら細胞をアレイ化する方法として、細胞をアガロースゲルに包埋し、各ゲルを積層したのち、垂直にスライスした断面を用いることで、各細胞が縞状にアレイ化する方法を考案した。本方法ではスライスによって一度に複数の同一アレイを得ることができ、また、積層回数を変えることで、アレイ化する細胞の種類を増減することも可能になる。本方法によって、高さ方向に厚みを持ちつつ異なる種類の細胞をアレイ化するという利点を残しながらも、作製にフォトリソグラフィーによるマスクの作製など、専門的な道具を必要とせず、かつ細胞にダメージを与えずアレイ化を行う。アレイ化した2つの嗅覚受容体を用いて、それぞれどちらか一つの受容体が反応するものと、両方の受容体が反応するものの3種類の匂い物質の分類を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Portable biohybrid odorant sensors using cell-laden collagen micropillars2019

    • 著者名/発表者名
      Hirata Yusuke、Morimoto Yuya、Nam Eunryel、Takeuchi Shoji
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 19 号: 11 ページ: 1971-1976

    • DOI

      10.1039/c9lc00131j

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞センサに向けたスマートフォンによる蛍光計測2019

    • 著者名/発表者名
      平田優介, 森本雄矢, 竹内昌治
    • 学会等名
      バイオ・マイクロシステム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚受容体発現細胞を用いた無線匂いセンサの開発2019

    • 著者名/発表者名
      大岸憲人, 平田優介, 澤山淳, 竹内昌治
    • 学会等名
      第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞コラーゲン円柱による気相匂い物質検出2018

    • 著者名/発表者名
      平田優介, 森本雄矢, 竹内昌治
    • 学会等名
      第9回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CELL-BASED ODORANT SENSOR ON A SMARTPHONE2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Yuya Morimoto, and Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      MicroTAS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 濁度測定装置、濁度測定方法および濁度測定用パネル2020

    • 発明者名
      竹内昌治、森本雄矢、平田優介、宮澤岳志
    • 権利者名
      竹内昌治、森本雄矢、平田優介、宮澤岳志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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