Visualization of intercellular communication by high-resolution and high-speed bipolar electrochemical microscopy

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高時間分解能達成のための高感度化の検討として、三次元リソグラフィ法のひとつである回転露光技術によって、フォトレジスト膜にテーパー孔アレイを作製し、孔に電極材料を詰めてバイポーラ電極アレイとしての特性を評価した。平均電極面積比が0.962のアレイと比較して0.689のアレイは各電極点の輝度が高く、高感度化できることが分かった。検出可能分子を拡張するための研究として、カソードでECLを生じる試薬の検討を進め、PDI-CH3/K2S2O8を採用することで、 [Ru(bpy)3]C2/酸化型グルタチオンで問題となっていたバックグランドを解消できた。また、PDI-CH3を中和して電極表面に塗布する「被膜法」と、ペースト電極に練りこむ「練り込み法」の二つを検討した。練り込み法は、カーボンペーストより金ペーストを利用すると輝度が大きく向上することが分かり、プラズモン効果等が寄与していることが示唆された。光学限界突破に向けた超高解像度化の検討として、本年度はファイバー電極アレイを用いるハノ字アレイの開発を進めた。電極ピッチをサブミクロンサイズまで小さくする方法として、炭酸ガスレーザーナノファイバーの利用を検討した。その結果、熱延伸ファイバーをさらに炭酸ガスレーザーで細線化する方法に可能性があることが分かった。このほかに、バイポーラ電極の両極の電極電位を測定し、電流や電気化学発光特性との関連を評価することで、バイポーラ電気化学系の動作について基礎的かつ重要な知見を得た。また、高解像度の電気化学イメージを得るための高密度バイポーラ電極アレイの作製方法として、多孔質アルミナの検討も進展した。均一発光を得るために均一に導電性材料をマイクロ孔アレイに充填する方法として油圧卓上プレス機を用いる充填法（特許出願済）を確立することができた。