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2017 年度 実績報告書

シビレエイを用いたATP駆動型発電機の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25709081
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

田中 陽  国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (40532271)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード電気魚 / ATP / コンデンサ / 発電機 / 神経系 / 組織工学 / 流体工学 / 導電布
研究実績の概要

火力や原子力等の既存の方法に代わる、クリーンで安全かつエネルギー効率の高い発電機の開発は急務である。そこで近年、生物機能に着目し、酸化還元酵素を利用したグルコースのみで発電するバイオ燃料電池が開発されているが、従来の発電法に比べて出力性能に劣る。一方、本提案では、強力な電気を発生する器官を有する電気魚に着目し、その生体特有の高機能な構造を直接組み込んだ高機能なATP発電機を実現することを着想した。そのためには、シビレエイの発電機構のデバイスへの集積化が必須である。以上をふまえ、本研究の目的は、ナノ・マイクロ加工技術を用いて集積化したシビレエイ発電機構をベースとした発電機の創成とした。
当該年度は、これまでの、化学刺激、すなわち薬物(アセチルコリン)によるシビレエイ発電機プロトタイプの開発に成功したという結果をベースに、シビレエイ個体自体を用いた通信デバイス駆動について検証実験を行った。個体を用いて探索などの何らかの仕事をさせられるかどうかを検証するためである。具体的には、生きた個体シビレエイにコンデンサならびに電波通信機を取り付け、自発的な発電によって一定のエネルギーがコンデンサに溜まれば自動的に通信を行うシステムを構築した。その結果、数メートル離れた場所のコンピュータ接続型受信機において、ソフトウェアにより断続的に電波を受信できていることを確認でき、個体シビレエイのデバイス応用が実証できた。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of integrated microfluidic devices for next-generation bioanalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku

      巻: 66 ページ: 487-494

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of long-term morphological changes of micro patterned molecules and cells on PDMS and glass surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Shun-ichi Funano, Nobuyuki Tanaka, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 ページ: 723-725

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple agarose micro-confinement array and machine-learning-based classification for analyzing the patterned differentiation of mesenchymal stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Tanaka, Tadahiro Yamashita, Asako Sato, Viola Vogel, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 12 ページ: e0173647

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A method of packaging molecule/cell-patterns in an open space into a glass microfluidic channel by combining pressure-based low/room temperature bonding and fluorosilane patterning2017

    • 著者名/発表者名
      Shun-ichi Funano, Nobutoshi Ota, Asako Sato, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 ページ: 11193

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a microchannel fabrication method keeping cell or molecule patterning formed in an open space using low/room temperature glass bonding2017

    • 著者名/発表者名
      Shun-ichi Funano, Nobutoshi Ota, Asako Sato, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Proceeding of Micro Total Analysis Systems 2017

      巻: 1 ページ: 327-328

    • 査読あり
  • [学会発表] ガラス製マイクロ流体チップ内への生体材料のパッケージング方法2018

    • 著者名/発表者名
      船野俊一,太田亘俊,佐藤麻子,田中陽
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
  • [学会発表] Development of a microchannel fabrication method keeping cell or molecule patterning formed in an open space using low/room temperature glass bonding2017

    • 著者名/発表者名
      Shun-ichi Funano, Nobutoshi Ota, Asako Sato, Yo Tanaka
    • 学会等名
      The 21th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
    • 国際学会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.qbic.riken.jp/ibd/jpn/

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公開日: 2018-12-17  

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