| 研究課題/領域番号 |
20K14787
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 東北大学 (2021-2022)
東京大学 (2020) |
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研究代表者 |
照月 大悟 東北大学, 工学研究科, 助教 (40821921)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 薄膜トランジスタ / 匂いセンサ / 嗅覚受容体 / 昆虫細胞 / 匂いバイオセンサ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、液晶技術に基づく薄膜トランジスタ(Thin-film transistor; TFT)を用いることで、匂い物質の高感度測定とパターン計測が可能な匂いバイオセンサ構築を行う。革新的な匂い物質検出技術へのニーズが高まる中で、昆虫嗅覚受容体を発現させたSf21昆虫細胞（センサ細胞）を匂いセンサ素子とする技術が構築された。本研究では、大面積基板が作製可能なTFTデバイスを活用し、センサ細胞とTFTデバイスを融合した匂いバイオセンサを開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、昆虫嗅覚受容体を発現したSf21昆虫細胞（センサ細胞）と液晶技術に基づく薄膜トランジスタ(TFT)を融合し、匂い物質のパターン計測の基礎技術の開発を実施した。まず、3Dプリンタを用いて、センサ細胞への匂い刺激時の液面の揺れと、流路内への気泡侵入の抑制を両立する閉鎖型灌流カートリッジを開発し、安定的な刺激系の構築を行った。また、センサ細胞の応答検出を行うTFTデバイスの設計を実施した。加えて、細胞-電界効果トランジスタ型センサの中核となるSf21昆虫細胞の、基板上における接着状態を反射干渉顕微法(IRM)を用いて定量的に可視化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
疾病に関わる匂いや飲食物に含まれるカビ臭、麻薬・爆発物などの危険物に関わる匂いなど、種々の匂い物質を高感度・高選択的に検出する技術に対するニーズが高まっている。昆虫の優れた嗅覚系を活用した匂いセンサ素子であるセンサ細胞の匂い応答を、TFTデバイスによって電気計測を行うことは、細胞にダメージを与えず、オペレータの習熟度によらない測定が可能となり、新しいセンサ開発とその応用につながるため、学術的意義や社会的意義のいずれも大きい。
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