神経伝達物質の相互作用の解明を目指すマルチモーダルイオンイメージセンサの実現

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03778
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 澤田 和明 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40235461)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: マルチモーダルセンサ / バイオセンサ / 半導体センサ

研究成果の概要

4種類以上の神経伝達物質・イオン，ガスを空間解像度5ミクロン以下，時間分解能2msecで取得できるバイオイメージセンサの開発を行った．これまでの顕微鏡では単一種類の情報を光情報とし取得するため，実空間で生じる物理的現象と化学的現象の相互作用により発現する事象を理解するのは困難であった．本センサを活用し，あるイオン放出と同時に発現する他の神経伝達物質などの放出現象を微視的な位置情報と時間情報を保ったまま可視化することで，これまで理解できなかった事象の相関や発現メカニズムの解明が可能となる．

自由記述の分野

半導体工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

1つ1つの細胞は周辺の同種及び異種細胞等、非常に多くの細胞とコミュニケーションをとることにより、組織、器官として機能する。従って細胞内の理解だけでなく、各細胞外の微小環境を理解することが生物学の大きな課題であった。本イオンイメージセンサは、非標識複数分子の時空間解析をin situで可能とするものであり、これにより細胞外微小環境の高感度イメージングが可能となる。細胞外微小環境の理解は、脳科学を含む生物学分野の大きなテーマであることから、本成果はこのテーマを支える新産業の創出に繋がり、また同時に生物学における新分野の創成に貢献できる。