研究課題/領域番号 |
21K18694
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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研究機関 | 九州工業大学 |
研究代表者 |
矢吹 智英 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70734143)
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研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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キーワード | バイオカロリメトリ / ナノカロリメータ / 単一細胞 / 代謝熱計測 / 単一細胞分析 / MEMS |
研究開始時の研究の概要 |
サブnW級の熱量計測分解能をもつ熱分析プラットフォームを構築し,単一微生物・細胞の発熱量計測で分析系の性能を実証する.細胞状態の変化や,薬剤や環境温度変化などの外部刺激に対応した細胞の代謝熱量変化を単一細胞レベルで計測することは,細胞機能のより深い理解につながる.差動式自立薄膜サーミスタ,自立マイクロチャネル,ロックイン計測を導入した超高感度熱量計を開発して単一細胞熱分析を達成する.
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研究成果の概要 |
ガラス細管の加熱延伸によるマイクロチャネル形成とマイクロチャネル側面への薄膜サーミスタの成膜によるMEMS技術を用いない簡便な方法で加工でき,106K/Wオーダの極めて高い熱抵抗をもつ高感度な熱量計(自立マイクロチャネル型ナノカロリメータ)を開発した.自作の真空多重恒温槽の内部に設置したナノカロリメータを用いて,単細胞生物であるゾウリムシ,一匹の発熱量の計測に成功した.また,ナノDTAによりサブマイクロジュールレベルの相転移熱量を正確に計測できることを実証した.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞状態の診断や細胞機能の理解のために,単一細胞熱分析が一つの有効な技術と考えられる中で,本研究を通じて,単一細胞の代謝熱を計測できるセンサ構造,計測システムを構築できたことは意義深い.今後,センサのさらなる高感度化により,個体差や状態変化を熱的に検出できる技術の開発を目指す.
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