| 研究課題/領域番号 |
19K05687
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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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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 山梨大学 (2020-2021)
東北大学 (2019) |
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研究代表者 |
井上 久美 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (20597249)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | バイオイメージング / バイポーラ電気化学 / 化学顕微鏡 / 電極アレイ / 電気化学センサ / 細胞間コミュニケーション / 電気化学顕微鏡 / バイポーラ電極 / 微小電極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞間コミュニケーションの解明には、細胞近傍の局所領域で動的に変化を続ける化学情報を定量的に観察できる手段が必要である。細胞本来の活動を乱さずに観察するためには非染色・低侵襲に計測できる技術が必要であり、微小電極を用いる電気化学イメージング技術が期待されているが、必要な解像度と速度を併せ持つ技術の完成には未だ至っていない。そこで本研究では各電極への導線を必要としない「微細バイポーラ電極アレイ」を利用することで、高解像度かつ高速の電気化学イメージングを実現し、神経細胞からのドパミン放出のような単一細胞レベルの生体機能イメージングを行える革新的な観察プラットフォームの構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
細胞間コミュニケーションの解明には、細胞近傍の局所領域で動的に変化を続ける化学情報を定量的に観察できる手段が必要である。細胞本来の活動を乱さずに観察するためには非染色・低侵襲に計測できる技術が必要であり、微小電極を用いる電気化学イメージング技術が期待されているが、必要な解像度と速度を併せ持つ技術の完成には至っていなかった。そこで本研究では各電極への導線を必要としない「微細バイポーラ電極アレイ」を利用することで、高解像度かつ高速の電気化学イメージングを実現し、神経細胞からのドパミン放出のような単一細胞レベルの生体機能イメージングを行える革新的な観察プラットフォームの構築を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、生命システムの解明ツールとして利用可能な動的化学イメージング技術として、新たにバイポーラ電気化学顕微鏡の原理を確立し、その応用可能性を示した。本原理は、従来の電気化学顕微鏡の課題であった時間分解能と空間分解能の両立にブレークスルーをもたらすもので、ラベルフリーに直接的かつリアリタイムに1細胞レベルの局所領域の化学情報を可視化することができるため、細胞間の化学反応ネットワーク解明などが可能な新たな顕微鏡システムを提供できる。
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