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2020 年度 実績報告書

神経活動電位・伝達物質を多重同時計測可能なナノ薄膜状ワイヤレスプローブの創製

研究課題

研究課題/領域番号 18H03539
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤枝 俊宣  東京工業大学, 生命理工学院, 講師 (70538735)

研究分担者 太田 宏之  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 講師 (20535190)
小林 正治  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40740147)
武岡 真司  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードポリイミド / インクジェット印刷 / 分子インプリント / 電解重合 / ポリピロール / ドーパミン / ノルエピネフリン / セロトニン
研究実績の概要

本研究では、脳組織に対して神経電極の低侵襲な穿刺を目指すべく、柔らかい高分子ナノ薄膜とインクジェット印刷技術を組み合わせることで、フレキシブルな神経電極を開発する。令和2年度の成果は以下のとおりである。
(1)分子インプリント法による炭素電極の表面改質
ガラス状炭素電極表面にドーパミン(DA)を鋳型とするポリピロール(PPy)からなる分子インプリント(MIP)層を修飾することで、DAに対する感度が向上することを見出した。MIP層を有する炭素電極は、ノルエピネフリン(NE)およびセロトニン(5-HT)の共存下においてもDAを高感度かつ選択的に計測することに成功した。
(2)分子インプリント層を有する薄膜状神経プローブの開発
ポリイミドフィルム(25 μm厚)表面に金ナノインクから電極をインクジェット印刷にて形成した。次いで、金電極表面にDAを鋳型とするMIP層を作製することで、柔軟性に優れる薄膜状神経プローブを開発した。ドーパミンに対する選択性を評価したところ、ガラス状炭素電極の場合と同様にDAに対する感度の向上が示された。また、NEおよび5-HTの共存下においてもDAを高感度かつ選択的に計測可能であった。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Scuola Superiore Sant'Anna(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Scuola Superiore Sant'Anna
  • [国際共同研究] Singapore Univ of Technology and Design(シンガポール)

    • 国名
      シンガポール
    • 外国機関名
      Singapore Univ of Technology and Design
  • [雑誌論文] 埋め込み型光デバイスと生体接着型ナノシートを用いたメトロノミック光線力学療法2021

    • 著者名/発表者名
      桐野 泉, 守本 祐司, 山岸健人, 高橋 功, 武岡真司, 天野日出, 上本伸二, 藤枝 俊宣
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 32(1) ページ: 1~6

  • [雑誌論文] Ultra-thin, transparent, porous substrates as 3D culture scaffolds for engineering ASC spheroids for high-magnification imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Suematsu Yoshitaka、Tsai Ya An、Takeoka Shinji、Franz Clemens M.、Arai Satoshi、Fujie Toshinori
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 8 ページ: 6999~7008

    • DOI

      10.1039/D0TB00723D

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Coupled FEM‐SPH Modeling Technique to Investigate the Contractility of Biohybrid Thin Films2020

    • 著者名/発表者名
      Vannozzi Lorenzo、Mazzocchi Tommaso、Hasebe Arihiro、Takeoka Shinji、Fujie Toshinori、Ricotti Leonardo
    • 雑誌名

      Advanced Biosystems

      巻: 4 ページ: 1900306~1900306

    • DOI

      10.1002/adbi.201900306

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stretchable and High‐Adhesive Plasmonic Metasheet Using Al Subwavelength Grating Embedded in an Elastomer Nanosheet2020

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Hayato、Fujie Toshinori、Sawada Kazuaki、Takahashi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Advanced Optical Materials

      巻: 8 ページ: 1902074~1902074

    • DOI

      10.1002/adom.201902074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] エラストマーナノシートを用いた伸縮性プラズモニックカラーシート2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋 一浩, 熊谷 隼人, 藤枝 俊宣
    • 雑誌名

      コンバーテック

      巻: 572(48) ページ: 40~45

  • [雑誌論文] 伸縮性ナノシートを用いた可変プラズモニックカラーシート2020

    • 著者名/発表者名
      髙橋 一浩, 熊谷 隼人, 藤枝 俊宣
    • 雑誌名

      機能材料

      巻: 11(471) ページ: 57~66

  • [雑誌論文] 細胞担持ナノシートの開発と難治性皮膚潰瘍治療への応用2020

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣, 青木伸峰
    • 雑誌名

      外科と代謝・栄養

      巻: 54(4) ページ: 188~193

  • [雑誌論文] ソフトロボットのしなやかな動きを支えるナノ薄膜型デバイス2020

    • 著者名/発表者名
      鉄 祐磨, 藤枝 俊宣
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 69 ページ: 210~211

  • [学会発表] Printed nanofilms for medical and health-care applications2021

    • 著者名/発表者名
      Fujie, T.
    • 学会等名
      Joint Workshops between TokyoTech & RWTH Aachen
    • 国際学会
  • [学会発表] フェニルボロン酸ハイドロゲルと薄膜状キャパシタを用いた高血糖状態の検出機構の開発と無線伝送への応用2021

    • 著者名/発表者名
      藤田 創, 山岸 健人, 田原 優, 橋本 道尚, 藤枝 俊宣
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
  • [学会発表] 生体貼付型デバイスによるデジタルヘルスケアへの挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣
    • 学会等名
      Future Trend in Polymer Science 2020 (FTiPS 2020)
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子ナノシートのバイオ・エレクトロニクス展開2021

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣
    • 学会等名
      高分子学会東海支部令和2年度東海シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Printed Nanofilm to Engineer Bioelectronic “Second Skin”2020

    • 著者名/発表者名
      Fujie, T.
    • 学会等名
      4th NanoLSI Symposium, Chemistry-Driven Challenges: from Molecule to Nano/Microscale
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子ナノ薄膜からなる生体貼付型デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣
    • 学会等名
      ナノ学会(ナノ構造・物性-ナノ機能・応用部会合同シンポジウム)
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノシート工学に基づく生体貼付型デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣
    • 学会等名
      木原記念横浜生命科学振興財団LIP. YOKOHAMA BIBLIOセミナー, Yokohama Scientists Spotlight
    • 招待講演
  • [学会発表] 高分子ナノシートが拓く医療・ヘルスケア技術2020

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣
    • 学会等名
      20-1高分子表面研究会(ヘルスケアと表面・界面)
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質ナノシートを用いた脂肪組織由来幹細胞のスフェロイド形成制御2020

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊宣, 末松 良隆, 武岡 真司
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
  • [学会発表] グルコース感受性ハイドロゲルと薄 膜状キャパシタからなる無線通信型血糖値測定デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤田 創, 山岸 健人, 橋本 道尚, 藤枝 俊宣
    • 学会等名
      第81回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 非標識神経伝達物質検出に向けた分子インプリント法によるMEMS 光干渉型表面応力センサの作製2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 利昌, 太田 宏之, 藤枝 俊宣, 澤田 和明, 髙橋 一浩
    • 学会等名
      第81回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] グルコース感受性ハイドロゲルと薄膜状キャパシタからなる皮膚貼付型デバイスの開発2020

    • 著者名/発表者名
      藤田 創, 山岸 健人, 橋本 道尚, 藤枝 俊宣
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/fujie-laboratory/

  • [備考] 第4回「バイオインダストリー奨励賞」を受賞

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/047459.html

  • [産業財産権] 生体由来物質計測用デバイス2020

    • 発明者名
      藤枝俊宣, 藤田 創
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-077990

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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