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2種の光受容膜タンパク質を用いたオプティカルフローセンシング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26390051
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

笠井 克幸  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (90359084)

連携研究者 岡田 佳子  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50231212)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードバクテリオロドプシン / オプティカルフロー / 光受容膜タンパク質 / 光センサー / バイオエレクトロニクス
研究成果の概要

バクテリオロドプシン(bR)は、塩湖に生息する高度好塩菌の細胞膜から抽出して得られる光受容性の膜タンパク質である。電極と電解液界面のバクテリオロドプシンに光を照射すると時間微分応答性の光電流が得られ、光強度の変化のみに応答する信号が外部からの電源供給を受けることなく得られる。さらに、光応答特性の異なる2種のbRを組み合わせることにより、昆虫の視覚情報機能として知られているオプティカルフローの検出が可能となる。本研究では、bR変異体(D96N)と野生型とを組み合わせたアレイ型バイポーラ光センサーによるオプティカルフロー検出技術の開発を行った。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of bacteriorhodopsin (bR) thin films by wire-bar coating technique and evaluation of transient photocurrent response in its bR photocells2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Haruyama, K. Kasai, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, A. Otomo
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electron.

      巻: E100-C ページ: 133-136

    • NAID

      130005306552

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of UV Light Irradiation Patterning of Bacteriorhodopsin Thin Films for Biomimetic Functional Devices2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Haruyama, K. Kasai, T. Yamada, S. Tanaka, Y. Tominari, T. Kaji, M. Kitamura, A. Otomo
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 16 号: 4 ページ: 3420-3425

    • DOI

      10.1166/jnn.2016.12308

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical-Flow Sensing Using a Bacteriorhodopsin-based Bipolar Photosensor Array2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, Y. Okada-Shudo, A. Otomo
    • 雑誌名

      OSA Technical Digest (online)

      巻: - ページ: SeW2F.2-SeW2F.2

    • DOI

      10.1364/sensors.2016.sew2f.2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] バーコーティング法によるバクテリオロドプシン薄膜の作製とその光応答セルの時間微分型光応答電流の評価2015

    • 著者名/発表者名
      山田俊樹、春山喜洋、笠井克幸、梶貴博、富成征弘、田中秀吉、大友明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(IEICE Technical Report)

      巻: 115 ページ: 47-51

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バクテリオロドプシンを用いたオプティカルフロー検出型視覚機能の構築2014

    • 著者名/発表者名
      笠井克幸、春山喜洋、山田俊樹、秋葉誠、梶貴博、富成征弘、田中秀吉、岡田佳子、大友明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(IEICE Technical Report)

      巻: 114 ページ: 33-37

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fabrication of biomimetic sensing devices using bacteriorhodopsin via an inkjet printing method2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, K. Kasai, T. Yamada, S. Tanaka, Y. Tominari, T. Kaji, A. Otomo, Y. Okada-Shudo
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2017
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, San Diego, California, USA
    • 年月日
      2017-08-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インクジェット法によるバクテリオロドプシン視覚情報処理デバイスの構築(1)2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕之、笠井克幸、山田俊樹、田中秀吉、富成征弘、梶貴博、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical-Flow Sensing Characteristics of a Bacteriorhodopsin-Based Bipolar Photosensor Array2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, H. Hasegawa, T. Yamada, M. Akiba, Y. Tominari, T. Kaji, S. Tanaka, A. Otomo, Y. Okada-Shudo
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient differential photocurrent generation in waveguide-type bacteriorhodopsin photocells2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Haruyama, K. Kasai, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, A. Otomo
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inkjet Printing of Bacteriorhodopsin for Biomimetic Photonic Devices2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa, K. Kasai, Y. Tominari, T. Kaji, T. Yamada, S. Tanaka, Y. Okada-Shudo, A. Otomo
    • 学会等名
      12th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      Kobe International Conference Center, Kobe, Japan
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光受容タンパク質を用いた単純型細胞受容野フィルターによる画像処理2016

    • 著者名/発表者名
      田邉季正、笠井克幸、岡田佳子
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      筑波大学 東京キャンパス文京校舎(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンを用いた2次元アレイ型バイポーラ光センサーによるオプティカルフロー検出2016

    • 著者名/発表者名
      笠井克幸、長谷川裕之、山田俊樹、秋葉誠、富成征弘、梶貴博、田中秀吉、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光デバイス作製を指向したインクジェット法によるバイオ材料のパターニング2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕之、笠井克幸、山田俊樹、田中秀吉、富成征弘、梶貴博、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical-Flow Sensing Using a Bacteriorhodopsin-based Bipolar Photosensor Array2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, Y. Okada-Shudo, A. Otomo
    • 学会等名
      OSA Advanced Photonics Congress
    • 発表場所
      The Fairmont Hotel Vancouver, Vancouver, British Columbia, Canada
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of bacteriorhodopsin (bR) thin films by wire-bar coating technique and evaluation of transient photocurrent response in its bR photocells2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, Y. Haruyama, K. Kasai, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, A. Otomo
    • 学会等名
      9th International Symposium on Organic Molecular Electronics
    • 発表場所
      TOKIMATE, Niigata University Satellite Campus, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 導波路型バクテリオロドプシン光応答セルによる時間微分型光応答電流の高効率化2016

    • 著者名/発表者名
      山田俊樹、春山喜洋、笠井克幸、梶貴博、富成征弘、田中秀吉、大友明
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシン光センサーの時間周波数特性におけるpH緩衝液効果2016

    • 著者名/発表者名
      宮下一馬、笠井克幸、春山喜洋、岡田佳子
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 光受容タンパク質を用いた網膜神経節細胞受容野型フィルター素子2015

    • 著者名/発表者名
      向井貴之、田邉季正、小野田萌、笠井克幸、春山喜洋、岡田佳子
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンを用いたオプティカルフローセンシング技術の開発(3)2015

    • 著者名/発表者名
      笠井克幸、春山喜洋、山田俊樹、秋葉誠、富成征弘、梶貴博、田中秀吉、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質を用いた受容野型フィルター素子による画像処理2015

    • 著者名/発表者名
      向井貴之、本井拓馬、春山喜洋、笠井克幸、岡田佳子
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンを用いたオプティカルフローセンシング技術の開発(2)2015

    • 著者名/発表者名
      笠井克幸、春山喜洋、山田俊樹、秋葉誠、富成征弘、梶貴博、田中秀吉、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシン光センサーのpH緩衝液定量2015

    • 著者名/発表者名
      宮下一馬、田邉秀正、三藤剛、春山喜洋、笠井克幸、岡田佳子
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel Optical-Flow Sensing Method Using Bacteriorhodopsin Wildtype and Its Variant - Insect-Inspired Motion Detection –2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, T. Kaji, Y. Tominari, S. Tanaka, A. Otomo, Y. Okada-Shudo
    • 学会等名
      11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of high-efficiency light-sensing devices using nanostructured transparent electrodes and bacteriorhodopsin2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kaji, K. Kasai, S. Inoue, Y. Haruyama, T. Yamada, Y. Tominari, R. Ueda, T. Terui, S. Tanaka, A. Otomo
    • 学会等名
      11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of UV irradiation pattering of bacteriorhodopsin thin films for biomimetic functional devices2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Haruyama, K. Kasai, T. Yamada, S. Tanaka, Y. Tominari, T. Kaji, M. Kitamura, A. Otomo
    • 学会等名
      11th International Conference on Nano-Molecular Electronics
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンを用いたオプティカルフロー検出型視覚機能の構築2014

    • 著者名/発表者名
      笠井克幸、春山喜洋、山田俊樹、秋葉誠、梶貴博、富成征弘、田中秀吉、岡田佳子、大友明
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] バクテリオロドプシンとナノ構造化透明電極を用いた高効率光センシングデバイスの作製2014

    • 著者名/発表者名
      梶貴博、笠井克幸、井上振一郎、春山喜洋、山田俊樹、富成征弘、上田里永子、照井通文、田中秀吉、大友明
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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