| 研究課題/領域番号 |
21K04194
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
中島 義賢 大阪大学, エマージングサイエンスデザインR3センター, 特任准教授(常勤) (40408993)
|
|---|
| 研究分担者 |
酒井 政道 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40192588)
水木 徹 東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | 電気信号 / 細胞外シグナル / 細胞分析デバイス / プロトン / 分析デバイス / 細胞接着 / 毒性 / 金属ー絶縁体相転移 / グルコース消費 / 乳酸産出 / 老化細胞 / マイクロ流路 / 正常細胞 / ソーティング |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
スマートウォッチを代表としたウェアラブルデバイスによる生体信号検出の研究・応用は近年急速に発展していて、簡単なバイタルデータの取得は可能になっている。これに細胞表面の抗原、膜タンパク質や細胞外シグナルの見識が加われば、予防医療への展開が期待できる。
本研究では、細胞分析デバイスを作成し、細胞外シグナルをデバイスの「電気信号」から計測し、細胞の状態変化の評価を試みる。デバイスと細胞・生体物質間のバイオ界面での相互作用によりデバイスから出力される「電気信号」の解析結果は予防医療の新たな指標としての可能性を有し、投薬のタイミング、副作用の軽減などの貢献につながると考える。
|
| 研究成果の概要 |
細胞の状態が時々刻々変化していく様子を「電気信号」によって評価することができれば、薬への細胞の感受性、投薬のタイミング、投薬効果の増強、または、副作用の軽減に関する薬学・医学的研究への貢献につながると考える。そこで細胞活動で生じる乳酸産出時に同時に溶液中に放出されるプロトン(H＋)を細胞外シグナルとし細胞分析デバイスにより検出することが可能かを試みる。ここでNdNiO3材料の『プロトン取込量により最大5桁の電気抵抗が変化』する特性を利用し、細胞が時間変化で見せる変化を判定することができるかその基礎実験結果を示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞外シグナルが計測できる分析デバイス作製のために、プロトンを取り込むとその抵抗率を変える材料を用いてその評価を行った。動作環境は細胞培養下を想定しているため、材料および分析デバイスには、１）培養液により腐食や融解が起こらないこと、２）使用する材料から細胞へ有害な影響を及ぼさないこと、が求められ、それらを満たすことを確認した。そして、プロトンのNdNiO3膜中への取り込みにより材料特性である金属-絶縁体相転移に由来する電流変化が得られた。これらの結果は、プロトンを細胞外シグナルとした分析デバイス作製、そして、ラボオンチップの電子デバイス化に向けた足掛かりを示すことができたと考える。
|
