| 研究課題/領域番号 |
22K20404
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
大下 雅昭 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (10964025)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 表面プラズモン共鳴 / ショットキー障壁 / 神経プローブ / 化学量センサ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では神経伝達物質の直接計測を目的とした、脳内に埋め込み可能な表面プラズモン共鳴型化学量センサを実現する。脳内物質濃度の無線計測に適用可能な技術は、電気的にインピーダンスを計測し、化学物質の濃度に換算する電気化学測定法のみである。しかし、電気化学測定法にはオキシトシンなどの神経ペプチドを生理活性のある下限の濃度まで計測できない問題があった。一方、表面プラズモン共鳴型化学量センサは検出下限に問題はないものの、嵩張るプリズムと装置外部に光検出器が必要で脳への埋込が困難であった。本研究では金回折格子と半導体接合を用いてプリズムと光検出器を一体化し、脳内への埋込を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、神経伝達物質の無線装置上での計測を目指した脳内に埋め込み可能な表面プラズモン共鳴（SPR）型化学センサの実現を目指した。従来の電気化学測定法はオキシトシンなどの神経ペプチドを低濃度で計測できない問題があったが、SPR型センサはその検出限界を克服する。一方、従来のSPRセンサはプリズムなどの嵩張る要素のため脳への埋込が困難だった。本研究では、回折格子を用いてセンサを平面し、半導体接合でSPRを電気的に検出する構造を試作し、実証した。
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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、神経伝達物質の無線装置上での計測を目指した脳内に埋め込み可能な表面プラズモン共鳴（SPR）型化学量センサの基礎原理を実証した。従来の電気化学測定法では低濃度の神経ペプチド計測が困難だったが、本方式のSPR型センサは高感度かつ埋め込み可能であり、動物の自由な行動を妨げずに脳神経活動を計測できると見込まれている。この技術により、複数の動物が関与する社会的相互作用と脳機能の関係解明が進展し、脳科学研究に大きな貢献が期待される。
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