n vivo imaging of intercellular transmitters using thermal drawing bipolar electrode array probe

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本年度は熱延伸プローブの電極材料の検討およびバイポーラ電気化学顕微鏡に利用するときの動作特性の詳細を研究した。また、フリームービングラットの計測に十分なプローブ長とするときに問題となる、電極抵抗や断線の問題を解決する新たなアイデアを考案し、その基礎検討を行った。また、脳内での情報やエネルギー伝達に重要な物質として乳酸をバイポーラ電極系でイメージングするための基礎検討を開始した。まず、電極材料検討について、基材の導電性ポリマーの種類および、混合するカーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブの含有量を変更した熱延伸プローブを研究協力者より供与いただき、バイポーラ電極としての特性を評価した。その結果、カーボンナノチューブ含有量が多いサンプルに強い電気化学発光（ECL）を示す傾向がみられた。しかし、実験の再現性が悪く、正しい現象を見ているのか不明であり、まず、バイポーラ電極系の基礎的な動作特性を知る必要があると考えた。そこで、次に、クローズドバイポーラ電極（cBPE）と溶液間の電位差を測定し、cBPE両極の面積比を変更しながら、駆動電圧と電極電位およびECLの関係を明らかにする研究を行った。その結果、cBPE両極の電流密度のバランスによってcBPEと各溶液間の電位差が変化し、律速段階とECL特性が変化することを確認した。また、共反応物の濃度が高すぎるとECLが発生しないことを理論的に示すことができた。電極抵抗や断線の問題を解決する新たなアイデアについて、市販電極を用いるマクロな系で検証を行い、動作することを確認した。乳酸検出について、新たに加わった研究協力者のもつ乳酸の電気化学検出法を複数、バイポーラ電極と組み合わせた実験を実施した。