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2009 年度 研究成果報告書

集積化電気化学マイクロポンプを利用した人工シナプスの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 18300154
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

吉見 靖男  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (30267421)

連携研究者 金森 敏幸  産業技術総合研究所, 器官発生工学研究ラボ, 主任研究員 (50356797)
八木 透  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 准教授 (90291096)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
キーワード電気化学マイクロポンプ / 電気化学マイクロバルブ / ポリジメチルシロキサン / 神経細胞 / 膜電位イメージング / アメフラシ / 神経節 / カリウムイオンチャンネルブロック剤
研究概要

本研究の最終目的は、特定複数の神経細胞刺激をピンポイント的に刺激できる集積化マイクロポンプを開発し、中枢神経系に情報を直接伝達するインターフェイス(人工シナプス)に発展させることにある。ポリジメチルシロキサン(PDMS)を主材として、水の電気分解を利用して、内容液を吐出およびそれを制御するチップ型バルブ付ポンプを開発した。このポンプによって、秒単位の吐出制御が可能であることが確認された。さらにこのポンプを使って、アメフラシ神経に伝達物質を供給することにより、興奮性シナプス後電位を誘発できることも確認された。また本研究では、ポンプの性能を評価するために、複数の神経の活動を監視する方法が必要である。申請者は、アメフラシの神経を膜電位感受性色素で染色し、蛍光顕微鏡によるイメージングで膜電位を検出する方法を確立した。カリウムチャンネルブロック剤であるテトラエチルアミン塩化物で、活動電位を拡張することにより、神経の興奮の伝達を簡便に検出できる。この方法によって、マイクロポンプによって伝達される情報を解析できると考えられる。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 学会発表 (22件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] テトラクロロアンモニウム塩を用いたアメフラシ神経活動電位の光学的検出2010

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途
    • 学会等名
      日本膜学会第32年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20100500
  • [学会発表] 蛍光膜電位イメージングによるアメフラシ神経ネットワーク解析の可能性2010

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 松本直子, 島村秀
    • 学会等名
      電気化学会第77年会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20100300
  • [学会発表] アメフラシ培養神経細胞の蛍光膜電位イメージング法の確立2010

    • 著者名/発表者名
      松本直子, 吉田優太, 青木一途, 島村秀, 吉見靖男
    • 学会等名
      電気化学会第77年会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20100300
  • [学会発表] アメフラシ中枢神経の膜電位イメージングにおけるプロテアーゼ処理の効果に関する考察2010

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 島村秀, 松本直子
    • 学会等名
      化学工学会第75年会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20100300
  • [学会発表] アメフラシ中枢神経系膜電位イメージングのためのプロテアーゼ処理の至適条件2010

    • 著者名/発表者名
      島村秀, 青木一途, 吉見靖男
    • 学会等名
      第12回化学工学会学生発表会東京大会
    • 年月日
      20100300
  • [学会発表] Fluorescent voltage imaging of central nerve system in Aplysia for analysis of neuronal network2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimi, K. Aoki, N. Matsumoto
    • 学会等名
      Asia Pacific Biochemical Engineering Conference (APBioChEC'09)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20091100
  • [学会発表] Analysis of Aplysia Neuronal Network by Fluorescent Voltage Imaging2009

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, N. Matsumoto, Y. Yoshimi
    • 学会等名
      AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      Nashville
    • 年月日
      20091100
  • [学会発表] 蛍光膜電位イメージングによる単一アメフラシ神経細胞のシグナル解析2009

    • 著者名/発表者名
      青木一途, 松本直子, 吉田優太, 吉見靖男
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20090900
  • [学会発表] アメフラシ培養神経細胞の光学的膜電位イメージング法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      松本直子, 吉田優太, 青木一途, 赤池哲, 吉見靖男
    • 学会等名
      日本膜学会第31年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20090500
  • [学会発表] 集積化電気化学ポンプ/バルブの開発およびそれを用いた神経シグナル制御2009

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 赤池哲
    • 学会等名
      電気化学会76回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] 蛍光膜電位イメージング法によるアメフラシ神経の中枢パターン機構シグナルの検出2009

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 赤池哲
    • 学会等名
      電気化学会76回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] 神経ネットワーク解析を目的としたアメフラシ神経の膜電位イメージング法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 吉田優太, 赤池哲
    • 学会等名
      化学工学会第74年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20090300
  • [学会発表] 液の再充填が可能な電気化学マイクロポンプ・バルブの開発2008

    • 著者名/発表者名
      赤池哲, 吉見靖男
    • 学会等名
      第46回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20081100
  • [学会発表] 集積化が可能な電気化学マイクロポンプ・バルブの開発2008

    • 著者名/発表者名
      赤池哲, 青田尚之, 吉見靖男
    • 学会等名
      第40回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] 神経細胞の膜電位イメージングにおけるプロテアーゼ処理の効果2008

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 赤池哲
    • 学会等名
      第40回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] アメフラシ神経の蛍光膜電位イメージング2008

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青木一途, 赤池哲
    • 学会等名
      第46回化学センサ研究発表会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      20080800
  • [学会発表] プロテアーゼ前処理とDi-4-ANEPPS染色によるアメフラシ神経細胞の蛍光イメージング2008

    • 著者名/発表者名
      青木一途, 吉見靖男
    • 学会等名
      第31回日本神経科学大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080700
  • [学会発表] メフラシ神経膜電位の蛍光イメージング法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      青木一途, 吉見靖男, 赤池哲, 青田尚之
    • 学会等名
      日本膜学会第30年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080500
  • [学会発表] 白金黒電極とダイアフラムを用いた電気化学バルブの至適設計2008

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 赤池哲, 青田尚之
    • 学会等名
      電気化学会第75回大会
    • 発表場所
      甲府
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] 神経シグナル制御を目的とした電気化学マイクロポンプチップの開発2008

    • 著者名/発表者名
      吉見靖男, 青田尚之
    • 学会等名
      電気化学会第75回大会
    • 発表場所
      甲府
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] Voltage imaging of Aplysia neuron in ganglion for analysis of neuronal network2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimi, K. Aoki, S. Akaike, N. Aota
    • 学会等名
      13th YABEC (Young Asian Biochemical Engineers' Community) Symposium
    • 発表場所
      Seoul
    • 年月日
      20071100
  • [学会発表] Stabilized voltage imaging of Aplysia neuron in ganglion using di-4- ANEPPS and agarose gel2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshimi, K. Aoki, S. Akaike, N. Aota
    • 学会等名
      Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      20071100
  • [産業財産権] 微細パターン形成方法2008

    • 発明者名
      吉見靖男
    • 権利者名
      芝浦工業大学
    • 公開番号
      特許特開2010-31084
    • 出願年月日
      2008-07-25

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公開日: 2011-06-18   更新日: 2016-04-21  

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