知覚機能を持つ人工膜システムの開発

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研究実施計画に従って、細胞知覚行動の分子論的機構の解明と人工膜センシングシステムの開発を行い、以下に述べるような成果を得た。1.細胞の行動判断(走電性)に伴って、細胞内ATP濃度の化学波動として伝播し、新たな空間分布が形成されることを明らかにした。また、この化パタ-ン(ATP濃度)に対して細胞骨格が再編成されることをコンピュ-タ画像処理法を開発して明らかにした。これらの結果は、知覚機能は非線形平衡状態にある化学反応系のシステム全体としてのダイナミックな挙動として理解できることを意味し、インテリジェント・マテリアルを設計するための一指針が得られたことになる。2.紫外線によってヒト表皮角化細胞の細胞内カルシウムが上昇することを、比蛍光画像コンピュ-タ処理法により明らかにし、紫外領域に置けるカルシウム上昇の作用スペクトルを決定した。3.ヒト表皮角化細胞のカルシウム変動を引き起こす各種ホルモンを探索して、ベ-タ・アドレナジック受容体を介して細胞内カルシウムを一過的に上昇させることを明らかにした。4.水晶振動子をプラズマ重合法により製膜することにより、各種のガス、脂溶性腸イオン、デキストロメトロファンなどの化学センサ-を開発した。また水晶振動子の周波数が溶液の密度・粘度に依存することを利用して、ラテックス・ピエゾ・エレクトリック免疫測定法を開発した。