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脳、神経細胞内、電気・化学ナノスケール解析プローブアレイデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22760251
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

河野 剛士  豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70452216)

研究協力者 沼野 利佳  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 特任准教授 (30462716)
研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2010年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードナノプローブ / 細胞内電極 / 細胞内プローブ / ドラッグデリバリーシステム / 集積回路 / MEMS / vapor-liquid-solid 成長法 / 脳・神経科学 / Vapor-Liquid-Solid成長法
研究概要

本研究課題では、脳・生体組織内のナノスケール局所領域電気的・化学(薬学)的解析ツールを目指した、集積化ナノプローブアレイデバイスを開発した。製作したデバイスの応用として生体組織の深部細胞内への薬液投与を提案し、これをナノプローブアレイを用いたナノ粒子の電気的吸着と擬似生体サンプルへのナノ粒子注入により実証した。更に、ナノプローブアレイによる細胞へのDNA導入を提案し、これまでに、培養したHEK293細胞に対し改変YFP(yellow fluorescent protein)を滴下、ナノ先鋭化プローブを細胞に対し刺入を行うことでDNAの局所的導入に成功している。本研究で開発したナノプローブデバイスはこれらの応用以外にも、電気的細胞内プローブとしての応用もあり、脳・神経科学の分野での今後の貢献が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (32件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Heterogeneously Integrated Vapor-liquid-solid Grown Silicon Probes/(111) and Silicon MOSFETs/(100)2011

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Okugawa, Kotaro Mayumi, Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: Vol.32 No.5 ページ: 683-685

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Out-of-plane High-density Piezoresistive Silicon Microwire/p-n Diode Array for Force-and Temperature-Sensitive Artificial Whisker Sensors2011

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: Vol.21, No.3 ページ: 35007-35007

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Enlarged Gold-tipped Silicon Microprobe Arrays and Signal Compensation for Multi-site Electroretinogram Recordings in the Isolated Carp Retina2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhiro Harimoto, Kuniharu Takei, Takeshi Kawano, Akito Ishihara, Takahiro Kawashima, Hidekazu Kaneko, Makoto Ishida and Shiro Usui
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: Vol.26, No.5 ページ: 2368-2375

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Heterogeneously Integrated Vapor-liquid-solid Grown Silicon probes/(111) and Silicon MOSFETs/(100)2011

    • 著者名/発表者名
      A. Okugawa, K. Mayumi, A. Ikedo, M. Ishidaand T. Kawano
    • 雑誌名

      IEEE Electron DeviceLett.

      巻: Vol. 32, No.5 号: 5 ページ: 683-685

    • DOI

      10.1109/led.2011.2120590

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Out-of-plane High-density Piezoresistive Silicon Microwire/p-n Diode Array for Force and Temperature Sensitive Artificial Whisker Sensors2011

    • 著者名/発表者名
      A. Ikedo, M. Ishidaand T. Kawano
    • 雑誌名

      J. Micromech. & Microeng.

      巻: Vol. 21, No. 3 号: 3 ページ: 35007-35007

    • DOI

      10.1088/0960-1317/21/3/035007

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enlarged Gold-tipped Silicon Microprobe Arrays and Signal Compensation for Multi-site Electroretinogram Recordings in the Isolated Carp Retina2011

    • 著者名/発表者名
      T. Harimoto, K. Takei, T. Kawano, A. Ishihara, T. Kawashima, H. Kaneko, M. Ishidaand S. Usui
    • 雑誌名

      Biosensors & Bioelectron.

      巻: Vol.26,No.5 号: 5 ページ: 2368-2375

    • DOI

      10.1016/j.bios.2010.10.014

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneously Integrated Vapor-liquid-solid Grown Silicon probes/(111) and Silicon MOSFETs/(100)2011

    • 著者名/発表者名
      A.Okugawa, K.Mayumi, A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: (Accepted)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Out-of-plane High-density Piezoresistive Silicon Microwire/p-n Diode Array for Force and Temperature Sensitive Artificial Whisker Sensors2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: Vol.21 ページ: 35007-35007

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale Sharpening Tips of Vapor-liquid-solid Grown Silicon Microwire Arrays2010

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goryu, Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: Vol.21, No.12 ページ: 125302-125302

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Electrical Interfacing between Neurons and Electronics via Vertically integrated Sub-4 Micron-diameter Silicon Probe Arrays Fabricated by Vapor Vapor-liquid-solid Growth2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawano, Tetsuhiro Harimoto, Akito Ishihara, Kuniharu Takei, Takahiro Kawashima, Shiro Usui and Makoto Ishida
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: Vol.25, No.7 ページ: 1809-1815

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Microtube-based Electrode Arrays for Low Invasive Extracellular Recording with a High Signal-to-noise Ratio2010

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu Takei, Takeshi Kawano, Takahiro Kawashima, Kazuaki Sawada, Hidekazu Kaneko and Makoto Ishida
    • 雑誌名

      Biomedical Microdevices

      巻: Vol.12, No.1 ページ: 41-48

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Microtube-based Electrode Arrays for Low Invasive Extracellular Recording with a High Signal-to-noise Ratio2010

    • 著者名/発表者名
      K.Takei, T.Kawano, T.Kawashima, K.Sawada, H.Kaneko, M.Ishida
    • 雑誌名

      Biomedical Microdevices

      巻: Vol.12 ページ: 41-48

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical Interfacing between Neurons and Electronics via Vertically-integrated Sub-4 Micron-diameter Silicon Probe Arrays Fabricated by Vapor-liquid-solid Growth2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano, T.Harimoto, A.Ishihara, K.Takei, T.Kawashima, S.Usui, M.Ishida
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: Vol.25 ページ: 1809-1815

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale Sharpening Tips of Vapor-liquid-solid Grown Silicon Microwire Arrays2010

    • 著者名/発表者名
      A.Goryu, A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: Vol.21 ページ: 125302-125302

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Three Dimensional Micro/nanowire Arrays for Sensing Applications2012

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano
    • 学会等名
      Japan Institute of Electronics Packaging (JIEP)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanoprobe Array for Gene Transfer into Individual Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goryu, Rika Numano, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      2012 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Hybrid Penetrating-and Planer-Microelectrode Array for Simultaneous Recording of ECoG and Intracortical Neural Activity2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Imashioya, Akifumi Fujishiro, Hirohito Sawahata, Haruo Toda, Akihito Ikedo, Makoto Ishida, Isao Hasegawa and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      2012 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Layer-by-layer Nanoassembly of Iridium Oxide/Platinum-black for Low Impedance, High Charge Injecting Microelectrode Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamagiwa, Akifumi Fujishiro, Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems(IEEE-MEMS) Conference 2012
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of Force Sensitive Penetrating Electrical Neuroprobe Arrays2012

    • 著者名/発表者名
      Shogo Morita, Akifumi Fujishiro, Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems(IEEE-MEMS) Conference 2012
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Multifunctional Metal/silicon Dioxide Microtube Neuroprobes2012

    • 著者名/発表者名
      T.Nakamura, M.Sakata, A.Goryu, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      The Japan Society of Applied Physics (The 59th Spring Meeting)
    • 発表場所
      Trokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Force sensitive Penetrating Electrical Neuroprobe Arrays2012

    • 著者名/発表者名
      S.Morita, A.Fujishiro, A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      The Japan Society of Applied Physics (The 59th Spring Meeting)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Layerby-layer Nanoassembly of Iridium Oxide/Platinum -black for Low Impedance, High Charge Injecting Microelectrode Applications2012

    • 著者名/発表者名
      S.Yamagiwa, A.Fujishiro, A.Ikedo, M.Ishida, T, Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems (IEEE-MEMS)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Force Sensitive Penetrating Electrical Neuroprobe Arrays2012

    • 著者名/発表者名
      S.Morita, A.Fujishiro, A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems (IEEE-MEMS)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Neural Interface Microprobe/Tube Array Devices2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano
    • 学会等名
      Ritsumeikan University
    • 発表場所
      Kyoto, Japan(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 集積化デバイスの切り拓くライフイノベーション2011

    • 著者名/発表者名
      石田誠, 澤田和明, 河野剛士, 赤井大輔
    • 学会等名
      応用物理学会特別シンポジウム異種機能集積化と応用物理~最先端多様分野の融合によって拓かれる未来社会~
    • 発表場所
      神奈川工科大学、神奈川(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Vertically Integrated Silicon Wires for Neural Interface and Artificial Whisker Electronics2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano
    • 学会等名
      KAIST Seminar
    • 発表場所
      Daejeon, Republic of Korea(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Catching and Transfer of Nanoparticles via Nanotip Silicon Probe Arrays2011

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Goryu, Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems(Transducers' 11)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Temperature Sensitive Microwire Arrays for Artificial Whisker Electronics2011

    • 著者名/発表者名
      Akihito Ikedo, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems(IEEE-MEMS) Conference 2011
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Penetrating Micro-scale Diameter Probe Array for in-vivo Neuron Spike Recordings2011

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Fujishiro, Hidekazu Kaneko, Takahiro Kawashima, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems(IEEE-MEMS) Conference 2011
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Vertical Micro-scale Light Guiding Silicon Dioxide Tube Array for Optical Neurostimulator2011

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sakata, Akihiro Goryu, Akihito Ikedo, Tetsuhiro Harimoto, Makoto Ishida and Takeshi Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems(IEEE-MEMS) Conference 2011
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Simultaneous Recording of Surface and Intra-Retinal Electroretinograms using a Penetrating- and Planar-Electrode Array2011

    • 著者名/発表者名
      T.Harimoto, A.Ikedo, T.Kawano, A.Ishihara, A.Fujishiro, S.Yamagiwa, A.Goryu, S.Usui, M.Ishida
    • 学会等名
      The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference (APIRC)2011
    • 発表場所
      Toyohashi, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Vertical Micro-scale Light Guiding Silicon Dioxide Tube Array for Optical Neurostimulator2011

    • 著者名/発表者名
      M.Sakata, A.Goryu, A.Ikedo, T.Harimoto, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      The 28th SENSOE SYMPOSIUM on Sensors, Micromachines and Application Systems
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Caching and Transfer of Nanoparticles via Nanotip Silicon Probe Arrays2011

    • 著者名/発表者名
      A.Goryu, M.Ishidam, T.Kawano
    • 学会等名
      The 28th SENSOR SYMPOSIUM on Sensors, Micro machines and Application Systems
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Penetrating Micro-scale Diameter Probe Arrays for in-vivo Neuron Spike Recordings2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawano, A.Fujishiro, H.Kaneko, T.Kawashima, M.Ishida
    • 学会等名
      The 34th Annual Meeting of the Japan Neuroscienee Society-Neuroscience of the Mind-
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Catching and Transfer of Nanoparticles via Nanotip Silicon Probe Arrays2011

    • 著者名/発表者名
      A.Goryu, A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers '11)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A Vertical micro-scale light guiding silicon dioxide tube array for optical neurostimulator2011

    • 著者名/発表者名
      M.Sakata, A.Goryu, A.Ikedo, T.Harimoto, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems (IEEE-MEMS)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A penetrating micro-scale diameter probe array for in vivo neuron spike recordings2011

    • 著者名/発表者名
      A.Fujishiro, H.Kaneko, T.Kawashima, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems (IEEE-MEMS)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Temperature sensitive microwire array for artificial whisker electronics2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ikedo, M.Ishida, T.Kawano
    • 学会等名
      IEEE Micro Electro Mechanical Systems (IEEE-MEMS)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケール先鋭化Siワイヤーアレイによるナノ粒子吸脱着デバイス2011

    • 著者名/発表者名
      牛流章弘, 池戸昭仁, 石田誠, 河野剛士
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学,神奈川
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] VLS-Siプローブを用いた皮質脳波、皮質内活動同時計測神経電極デバイス2011

    • 著者名/発表者名
      今塩屋竜也, 藤城彬史, 澤畑博人, 戸田春男, 池戸昭仁, 石田誠, 長谷川功, 河野剛士
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学,神奈川
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動計測用高アスペクト比Siプローブの形成及び評価2011

    • 著者名/発表者名
      藤城彬史, 池戸昭仁, 石田誠, 河野剛士
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学,神奈川
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Smart Microchips for Intelligent Sensing2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ishida, T.Kawano, K.Sawada
    • 学会等名
      2010 Seventh International Conference on IEEE Networked Sensing Systems (INSS)
    • 発表場所
      Kassel, Germany(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケール先鋭化マイクロプローブ神経電極の集積化技術2010

    • 著者名/発表者名
      牛流章弘、池戸昭仁、石田誠、河野剛士
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会主催第2回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      くにびきメッセ、島根
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] シリコンウィスカ神経電極アレイ/Si(111)とMOSFET/Si(100)の集積化技術2010

    • 著者名/発表者名
      奥川晃宏、真弓広太郎、池戸昭仁、石田誠、河野剛士
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会主催第2回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      くにびきメッセ、島根
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] pn接合を有する垂直配向Siマイクロワイヤを用いた突出型フォースセンサアレイ2010

    • 著者名/発表者名
      池戸昭仁、河野剛士、石田誠
    • 学会等名
      応用物理学会集積化MEMS技術研究会主催第2回集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      くにびきメッセ、島根
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] シリコンマイクロプローブ神経電極アレイを用いた網膜光応答の多チャンネル同時記録と信号補正2010

    • 著者名/発表者名
      針本哲宏, 竹井邦晴, 河野剛士, 石原彰人, 金子秀和, 川島貴弘, 石田誠, 臼井支朗
    • 学会等名
      第25回生体・生理工学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.int.ee.tut.ac.jp/icg/member/~takekawano

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.int.ee.tut.ac.jp/icg/member/~takekawano

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      2011 実績報告書
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      http://int.ee.tut.ac.jp/icg/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
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      http://www.int.ee.tut.ac.jp/icg/member/~takekawano

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] グループWebページ

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      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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