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2023 年度 実績報告書

細胞分析デバイスよる細胞外シグナルの計測およびその細胞の未来予測

研究課題

研究課題/領域番号 21K04194
研究機関大阪大学

研究代表者

中島 義賢  大阪大学, エマージングサイエンスデザインR3センター, 特任准教授(常勤) (40408993)

研究分担者 酒井 政道  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40192588)
水木 徹  東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードプロトン / 分析デバイス / 細胞接着 / 毒性 / 金属ー絶縁体相転移
研究実績の概要

細胞が周辺へ放出するプロトン(H+)そして、それにより生じる局所領域のpH変化を検出できるNdNiO3(NNO)材料を用いた分析デバイスの作製・評価を目的として次の2つの実験を実施した。
1)NNO材料に対する細胞接着と毒性の確認として、SiO2基板、LaAlO3 (LAO)基板、NNO/LAO基板上にwellを有するPDMSを貼り付け、その中へ細胞を培養液とともに播種を行った。細胞培養によく用いられるSiO2と比較して、NNO材料表面に接着した細胞数は2-3割ほど少なかったが生存率は同等、または、わずかに高く、細胞接着と毒性は従来の環境とほとんど変わらないといえ、NNO材料を分析デバイスに用いることが可能であることを示した。
2) NNO/LAO基板に電極形成や素子分離の工程を行い、wellを有するPDMSを貼り付けてNNO分析デバイスとした。そして、well中の溶液からのプロトンのNNO膜中への取り込み、それによる電流の経時変化を調べた。今回得られた電流変化は、材料特性の金属-絶縁体相転移に由来し、溶液中のプロトンがNNO膜へ取込まれたことにより生じたと考えている。
一方で、計画当初予定していた材料では細胞培養液下で材料の腐食が生じたため代替材料の検討が必要となり、その結果としてNNO材料を用いた。そのため、プロトン取込による電気抵抗率の時間応答性や変化量(感度)が、細胞活動を計測するために十分かについてを検討できていない。これらの特性評価については引き続き取り組んでいく。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Micro- and Nanostructure Analysis of Vapor-Phase-Grown AlN on Face-to-Face Annealed Sputtered AlN/Nanopatterned Sapphire Substrate Templates2023

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Yudai、Hayashi Yusuke、Hamachi Takeaki、Tohei Tetsuya、Nakajima Yoshikata、Xiao Shiyu、Shojiki Kanako、Miyake Hideto、Sakai Akira
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 52 ページ: 5099~5108

    • DOI

      10.1007/s11664-023-10348-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin-charge-coupled transverse resistance in an ambipolar conductor YH<sub>2</sub>-based Hall-bar structure with perpendicularly magnetized current-injection electrodes2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Kaname、Takahashi Yutaro、Akisato Shujiro、Mikami Ryota、Suganuma Nao、Ashizawa Yugo、Kawaguchi Hayate、Nakajima Yoshikata、Ukai Tomofumi、Fuji Yasuhiko、Hanajiri Tatsuro、Kaneko Junya、Nakamura Osamu、Van Thach Pham、Awano Hiroyuki、Hasegawa Shigehiko、Sakai Masamichi
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: 98 ページ: 045912~045912

    • DOI

      10.1088/1402-4896/acc4f2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red Electroluminescence from Light Emitting Diodes Based on Eu-Doped ZnO Embedded in p-GaN/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/n-ZnO Heterostructures2023

    • 著者名/発表者名
      Tatebayashi Jun、Nishimura Kazuto、Ichikawa Shuhei、Yamada Shinya、Nakajima Yoshikata、Sato Kazuhisa、Hamaya Kohei、Fujiwara Yasufumi
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 12 ページ: 076017~076017

    • DOI

      10.1149/2162-8777/ace655

    • 査読あり

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公開日: 2024-12-25  

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