| 研究課題/領域番号 |
21K14072
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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19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
川嶋 大介 千葉大学, 大学院工学研究院, 特任助教 (10813785)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 電気トモグラフィ / 誘電回転 / 細胞イメージング / 逆問題解析 / 電気インピーダンストモグラフィ / 細胞 / イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、細胞の内部構造や細胞を構成する細胞膜・小器官をイメージングするために、細胞の誘電回転制御(ERC)と電気インピーダンス・トモグラフィ(EIT)を統合した電気インピーダンス・誘電回転トモグラフィ(EIeRT)の開発を目的とする。本提案のEIeRTは、細胞の回転角の高精度な制御を実現することで、細胞と電極の相対位置を精密に変化させ、これにより、インピーダンス計測の電極ペア数を増加させ、EITによる画像再構成技術と組み合わせることで高解像度な細胞イメージングを実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、細胞の回転運動の運動方程式と流体運動方程式の連成解析による誘電回転を利用した細胞回転制御における数値解析モデルを構築し、細胞の回転制御とインピーダンス計測を可能とするマイクロ電極アレイセンサ(EIeRTセンサ)を開発し、電気インピーダンス・誘電回転トモグラフィ(EIeRT)システムを構築した。また、EIeRTシステムを利用することで、細胞質や細胞核を反映した単一細胞の高解像度イメージングを実現し、非侵襲なリアルタイム・細胞モニタリングの技術基盤を構築することに成功した。
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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、誘電回転を利用した細胞回転制御に対する数値解析モデルを構築し、新たな細胞制御技術に関する物理的な知見を提供した。また、本イメージング手法の実現により、非侵襲リアルタイム・細胞モニタリングへの応用が期待され、細胞の内部構造や細胞を構成する細胞膜・小器官の性状を可視化する細胞イメージングにより、疾患や薬物の細胞動態を解析技術として、医療・創薬分野における革新的な技術としての基盤を築いた。
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