イオンチャンネルレコーデイング固体素子の開発とペインプロテオーム時空間解析応用

离子通道记录固态装置研制及疼痛蛋白质组时空分析应用

• 批准号: 18038043
• 负责人: 宇理須 恒雄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18038043/
• 关键词: イオンチャンネル; パッチクランプ; シリコン; バイオセンサー; TRPV1; カプサイシン; HEK293; 集束イオンビーム

(1)シリコン基板を利用したプレーナー型パッチクランプ素子の低雑音構造設計指針の確立。シリコン基板は既存の高度なナノ加工技術の利用可能性や電子回路との融合性の良さから、センサー基板として魅力のある材料ではあるが、(欧米の研究者を中心に)一般に雑音特性が悪いと考えられていた。本研究グループでは、絶縁特性が良い事で知られているSOI(Si on Insulator)構造のシリコン基板をもちい、これにさらに酸化膜を形成することで、テフロン並の低雑音基板を実現できることを理論的示し、実際に、グラミシジン/DφPCの系でテフロン基板なみの低雑音で単一イオンチャンネル電流の観測に成功した。(2)TRPV1温度センサーチャンネルによるリガンドゲート型イオンチャンネルバイオセンサの製作。世界にも例の無い、体内(脳内)埋め込みやマイクロ流体回路埋め込みを目指した超小型プレーナー型パッチクランプバイオセンサーの製作を目指して、開発を進めた。この場合、安定性、イオンチャンネルの選択の容易性から、脂質二重膜に再構成するタイプより、チャンネルを発現した生きた細胞を利用する方が実現可能性が高いと判断し、共同研究グループである、富永、柴崎らが発現技術や培養技術を開発した、TRPV1発現HEK293細胞をシリコン基板に集積する方針とした。まづ、上記(1)の成果に基づき、厚さ600μmのSOI基板に直径1μm前後の微細貫通孔を形成する技術を開発した。収束イオンビームによる方法とプラヅマエッチングによる方法の二通りを開発したが、今のところ、収束イオンビーム法のほうがシール抵抗で良好な結果が得られている。ついで、この微細貫通孔にHEK293細胞を設置し、ホールセルモードを形成した後、カプサイシン刺激によるチヤンネル電流の観測に成功した。測定された電流の様子は、カプサイシン刺激TRPV1チャンネル電流の特色を良く表し、デセンシタイゼイション特性を示す。細胞外液、内液は通常のピペットパッチクランプと同様のものを用いた。センサー部は直径30mm高さ20mm程度で、プレーナー型センサーとしてはかなり小さく、将来の小型化に展望が得られた。

(1)Establishment of low noise structure design guidelines for substrate utilization The substrate has a high degree of processing technology and the possibility of using electronic circuits and fusion. The substrate has a high degree of charm and general acoustic characteristics. In this study, the dielectric properties of SOI(Si on Insulator) structures were investigated. The dielectric properties of SOI(Si on Insulator) structures were investigated. The dielectric properties of SOI (Si on Insulator) structures were investigated. The dielectric properties of SOI (Si on Insulator) structures were investigated. (2)TRPV1 Temperature Control System: Control System of Temperature Control System. In the world, there is no such thing as a fluid circuit in the body. The production of ultra-small fluid circuits is directed and developed. This situation, stability, ease of cell selection, lipid double membrane reconstruction, cell development, cell utilization, high possibility of realization, joint research on cell development, cell culture, TRPV1 cell development, and cell aggregation The technology for forming fine through holes with diameters of 1. m u. m in SOI substrates with a thickness of 600. m The results of the two-way communication between the two methods were good. After the micro-hole HEK293 cells were set up, the cell current was measured successfully. The measured current samples show the characteristics of the TRPV1 switch current stimulated by the USB interface, and the characteristics of the USB interface are shown. Extracellular fluid and intracellular fluid are usually used together. The diameter of the top part is about 30mm and the height is about 20 mm. The top part is small and the future miniaturization is expected.

项目成果

Fabrication of Si-based Planar Type Patch-Clamp Biosensor Using SOI Substrate

使用 SOI 衬底制作硅基平面型膜片钳生物传感器

• 发表时间: 2007
• 期刊: Thin Solid Films (in printing)
• 作者: Z.L.Zhang;T.Asano;H.Uno;R.Tero;M.Suzui;S.Nakao;T.Kaito;K.Shibasaki;M.Tominaga;Y.Utsumi;Y.L.Gao;T.Urisu
• 通讯作者: T.Urisu

イオンチャンネルタンパク質バイオセンサ一

离子通道蛋白生物传感器

• 发表时间: 2006

Orientation of avidin molecules immobilized on COOH-modified SiO2/Si(100) surfaces

• DOI: 10.1016/j.cplett.2005.11.060
• 发表时间: 2006-02-15
• 期刊: CHEMICAL PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Misawa, N;Yamamura, S;Urisu, T
• 通讯作者: Urisu, T

ナノテクのためのバイオ入門

纳米技术生物学简介

• 发表时间: 2007
• 作者: 宇理須恒雄;荻野俊郎;他20名
• 通讯作者: 他20名

Area-selective deposition of self-assembled monolayers on SiO2∕Si(100) patterns

• DOI: 10.1063/1.2400114
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Changshun Wang;Xu Pan;Cunying Sun;T. Urisu