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超高感度磁気センサを用いた細胞膜電位計測システムの構築

超灵敏磁传感器细胞膜电位测量系统的构建

基本信息

批准号：
17650136
负责人：
田中三郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17650136/
关键词：
細胞心筋 SQUID磁気センサ

项目摘要

自発的な収縮が有り比較的に計測が行いやすい心筋細胞(ラット)を用いて磁気信号の計測技術確立を中心に研究を進めた。これまでのパイロット実験では、数十ミクロンサイズの心筋培養細胞から、活動電位変化に起因する200pT(10^<-12>テスラ)程度の信号が得られていたが、大抵の場合は信号強度がその1/10〜1/100であり、信号が小さすぎて検出できないこともあった。これを高感度で検出するためには細胞の電流の向きと磁気センサの相対位置の検討をおこなった。電磁解析シミュレーションによって最も感度が高くなるような細胞形状とセンサの位置関係を検討した結果、細胞を培養ディッシュ内で縦方向に置いて培養することが必要となった。縦方向の培養を試みたが、細胞が定着せず、この方法はうまくいかなかった。昨年、センサの形状の検討を行い、マルチチャンネルタイプのSQUID(3ch)を新規に開発、設計試作し、これを用いて10dayラットの心臓片からの磁気計測を行うことができた。H18年度は3chで位置分解能が優れた1mm×1mmのSQUIDを試作し、特性評価を行った。その結果、0.01mm2の有効捕獲面積を得られ、従来の0.1×0.1mm2の約2倍の大きさを得ることができた。また、試作したSQUIDのホワイトノイズレベルは約5pT/Hz1/2であった。これはこれまで作製してきたSQUIDの約半分であり、感度が約2倍向上したことを示している。しかし、残念ながら、細胞からの信号を計測するには至らなかった。さらに磁場分解能と、位置分解能の最適化が必要と思われる。

The Center for Research on Comparative Measurement of Self-Constriction and Cardiovascular Cells (ラット) has been established using the measurement technology of magnetic signals.これまでのパイロット実験では, dozens of ミクロンサイズのcardiac cultured cellsから、The cause of the change in active potential する200pT(10^<-12>テスラ)The level of the signal is good, the signal strength of the situation is about 1/1 0~1/100であり, signal が小さすぎて検出できないこともあった. It is a highly sensitive sensor that can detect the current in the cell and the magnetic field in the corresponding position. Electromagnetic analysis of electromagnetic analysis of electromagnetic field The results and the direction of the cell culture are the same as the direction of the culture and the necessary conditions for the culture. The direction of the culture is the test, the cells are fixed, and the method is the method. Last year, センサのShapeの検を行い, マルチチャンネルタイプのSQUID(3ch)をNew Regulations were opened発, design trial production, and use the 10day magnetic sensor to measure the magnetic field. In H18, the position analysis of the 3ch is excellent, and the 1mm × 1mm SQUID is a prototype and the characteristics are evaluated. As a result, the effective capture area of 0.01mm2 is 0.1×0.1mm2, which is about 2 times larger.また、Prototype したSQUIDのホワイトノイズレベルは is about 5pT/Hz1/2であった. The これはこれまでしてきたSQUIDの is about half a minute and the sensitivity is about 2 times higher.しかし, zannin ながら, cell からのsignal をmeasurement するには to らなかった. It is necessary to optimize the magnetic field decomposition energy and position decomposition energy.