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修飾カーボンナノチューブと細胞との相互作用解明およびスクリーニング分別法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20651033
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関熊本大学

研究代表者

冨永 昌人  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (70264207)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードカーボンナノチューブ / 細胞 / 電気刺激 / 膜障害 / 増殖 / 形態
研究概要

酸処理によって金属触媒を除去した多層カーボンナノチューブ(MWCNT)をウシ胎児血清(FBS)を用いて水中に分散した(FBS-CNT)。FBS-CNT非含有培地中の場合(Control)と比較して、培地中のFBS-CNT濃度が1.0mg/mlの場合では増殖が抑制された。一方、0.1mg/mlの場合ではほぼ同程度の増殖を示したものの、形態においては長く伸びた仮足および細胞上に伸びた仮足が観察され、顕著な差異が認められた。蛍光試薬(FITC)をラベル化したBSA分散MWCNT(FITC-BSA-CNT)含有培地中で培養した細胞を蛍光顕微鏡で観察したところ、FITCの緑色発光が観察され、細胞内に取り込まれたFITC-BSA-CNTが認められた。FITC-BSA-CNTは細胞質および核の両方に局在し、特に核とその周辺に局在しやすいことがわかった。また、導入率(FITC-BSA-CNTが取り込まれた細胞数/全細胞数×100)は、曝露12時間の場合が最も高い6%を示し、その後は減少した。これは、CNTは細胞内に存在するものの、FITCの発光が衰退したためだと考えられた。同様に、FITC-BSA-CNT含有培地中で培養した細胞に電位印加を行い細胞膜障害を評価したところ、Controlと比較して、FITC-BSA-CNT曝露細胞の場合では全ての曝露時間において印加時間が約2~7分短くなることが示された。このことから、蛍光顕微鏡による観察では解らなかった曝露12時間以降の細胞内CNTの存在が明らかとなった。以上のことから、MWCNT分散培地中で培養した場合、MWCNTは細胞内に取り込まれ、細胞形態・増殖に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、MWCNTが取り込まれた細胞を電位印加によって高感度に検出できることが示された。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (31件)

  • [雑誌論文] D-Fructose Detection Based on the Direct Heterogeneous Electron Transfer Reaction of Fructose Dehydrogenase Adsorbed onto Multi-walled Carbon Nanotubes Synthesized on Platinum Electrode2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics 24(5)

      ページ: 1184-1188

    • NAID

      120002561676

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytic Current Based on Direct Electron Transfer Reactions of Enzymes Immobilized onto Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      ECS Transactions 16(38)

      ページ: 1-8

    • NAID

      120006697162

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Composition-Activity Relationships of Carbon Electrode-Supported Bimetallic Gold-Silver Nanoparticles in Electrocataltic Oxidation ofGlucose2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 615(1)

      ページ: 51-61

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Redox Reaction Characteristics of Ferritin Immobilized onto Poly(L-lysine)-Modified Indium Oxide Electrodes2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 617(1)

      ページ: 78-84

    • NAID

      120002468781

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioelectrocatalytic Current Based on Direct Heterogeneous Electron Transfer Reaction of Glucose Oxidase Adsorbed onto Multi-Walled Carbon Nanotubes Synthesized on Platinum Electrode Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Electrochemistry Communications 10(6)

      ページ: 888-890

    • NAID

      120002468502

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the Expansion Time of Alternating Potential Loading and Temperatureon Cell Membrane Damage in HeLa Cells Cultured on an Electrode Surface2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Electrochemistry 76(8)

      ページ: 538-540

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrocatalytic Glucose Oxidation at Bimetallic Gold-Copper Nanoparticle-Modified Carbon Electrodes in Alkaline Solution2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Journal of Electro analytical Chemistry 624(1-2)

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gold Single-Crystal Electrode Surface Modified with Self-Assembled Monolayers for Electron Tunneling with Bilirubin Oxidase2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics 10(46)

      ページ: 6928-6934

    • NAID

      120002561675

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞の形態と増殖に及ぼす培地中に分散したカーボンナノチューブの影響2009

    • 著者名/発表者名
      吉坂菜希紗
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質で可溶化されたカーボンナノチューブの細胞増殖に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      西高寛
    • 学会等名
      第58回高分子討論会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Direct Electron Transfer Reactions of Enzymes at Carbon Nanotube Interfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The International Symposium on Nanoelectrochemistry and Spectroelectrochemistry as the Satellite Meetings of the 60th of International Society of Electrochem Meeting
    • 発表場所
      厦門大学(中国・厦門)
    • 年月日
      2009-08-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Electron Transfer Reactions of Fructose Dehydrogenase and Bilirubin Oxidase Immobilized onto UV-Ozone-Treated Carbon Nanotubes Modified Gold Electrodes2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 60th International Society of Electrochem
    • 発表場所
      北京大学(中国・北京)
    • 年月日
      2009-08-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] In-situ Raman Spectroelectrochemical Measurements at Carbon Nanotubes Modified Electrode2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 60th International Society of Electrochem
    • 発表場所
      北京大学(中国・北京)
    • 年月日
      2009-08-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Behaviors of Cytochrome c at Carbon Nanotubes Modified Gold Electrode2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 60th International Society of Electrochem
    • 発表場所
      北京大学(中国・北京)
    • 年月日
      2009-08-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cell Behavior at Quartz Plate Surface Modified with Carbon Nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 2nd Carbon Nanotube Biology Medicine & Toxicology(NT09 Satellite Symposium)
    • 発表場所
      精華大学(中国・北京)
    • 年月日
      2009-06-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の形態と増殖に及ぼす培地中のカーボンナノチューブの影響2009

    • 著者名/発表者名
      吉坂菜希紗
    • 学会等名
      第58回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2009-05-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質で可溶化されたカーボンナノチューブの細胞挙動に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      西高寛
    • 学会等名
      第58回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)
    • 年月日
      2009-05-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の直接電子移動反応のための界面制御2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      電気化学会第76回大会、生物工学研究会シンポジウム企画、特別講演
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 生体分子の電極反応に及ぼす電極界面構造の影響2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会、特別企画講演「35-表面を舞台とする化学・物理・機能」特別企画講演
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ表面でのチトクロムcの電気化学的挙動2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第36回フラーレン・カーボンナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-03-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] In-situラマン分光電気化学測定法を用いたカーボンナノチューブの界面挙動解析2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第36回フラーレン・カーボンナノチューブ総合シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-03-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 酵素の電子移動反応に及ぼすカーボンナノチューブの界面状態の影響2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      平成20年度第8回九州地区ナノテクノロジー拠点ネットワークセミナー講習会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2009-02-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞を用いたナノハザードの評価-主にカーボンナノチューブに関して-2009

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第23回熊本県産学官技術交流会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2009-02-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical behaviors of fructose dehydrogenase immobilized onto UV-ozone-treated carbon nanotubes modified electrode2009

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, S.
    • 学会等名
      Nagasaki Symposium on Nano-Dynamics 2009
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2009-01-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Structural Change Effect of Ferritin on the Electrode Reaction2009

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      Nagasaki Symposium on Nano-Dynamics 2009
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2009-01-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Defects of Carbon Nanotubes on Electrochemical Behaviors of Cytochrome c2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Size Effect of Gold Nanoparticles on Electrocatalytic Oxidation of Glucose2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of Carbon Electrode Materials for Direct Electron Transfer Reaction of Enzymes2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Hydrogen Storage Behaviors of CVD Grown Carbon Nanotubes on Electrode Surface2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質の電極反応と機能解析への応用に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第54回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会、志方メダル受賞講演
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-11-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 金をベースとした合金およびサイズの異なる金属ナノ粒子を用いた糖類の電気化学的触媒酸化反応2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第54回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-11-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Catalytic Current Based on Direct Electron Transfer Reactions of Enzymes Immobilized onto Carbon Nanotubes2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 214th ECS Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      米国・ハワイ
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Functional Modified Au Electrodes for Direct Electron Transfer (DET)Reaction of Fructose Dehydrogenase (FDH)and Application for Bio-fuel Cell2008

    • 著者名/発表者名
      Shirakihara, C.
    • 学会等名
      The 214th ECS Meeting of The ElectrochemicalSociety
    • 発表場所
      米国・ハワイ
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブに固定化された酵素の直接電子移動反応によるバイオセンサ2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学反応に及ぼすフェリチンの構造変化の影響2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2008-09-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ合成基板電極の作製と応用2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-05-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブ合成基板電極上での酵素の直接電極反応2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-05-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態・増殖に及ぼすカーボンナノチューブ合成基板表面の影響2008

    • 著者名/発表者名
      冨永昌人
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2008-05-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Enzyme Sensors Based on Direct Electron Transfer Reactions at Carbon Nanotubes Synthesized on an Electrode Surface2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, M.
    • 学会等名
      The 10th World Congress on Biosensors
    • 発表場所
      中国・上海
    • 年月日
      2008-05-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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