生体情報分子を電気刺激放出する新機能材料の設計

通过电刺激释放生物信息分子的新型功能材料的设计

• 批准号: 62604539
• 负责人: 相沢 益男
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62604539/
• 关键词: 情報分子; 神経トランスミッタ; 電気刺激放出; 神経シナプス前膜モデル; ポリピロール膜被覆電極; 膜構造制御; インターフェイスデバイス

1.目的生体内では神経トランスミッタ, あるいはホルモンなどの分子を情報媒体として巧妙に情報の伝達, 処理が行われている. しかしこのような分子情報伝達システムを非生体系で実現する試みは, まだほとんど行われていない. 本研究は神経シナプス前膜をモデルとして, 情報分子である神経トランスミッタを貯留し, 電気パルス刺激の印加によってこの情報分子を放出するような新しい機能材料を設計, 製作し, その基本作動特性を明らかにすることを目的とした.2.方法および成果導伝性高分子であるポリピロール膜は電位制御により膜荷電を大きく変化させ得ることから, グルタミン酸などのイオン性神経トランスミッタを静電的に貯留し, 電位シフトによって放出する機能材料に適用できるものと期待した. ポリプロール膜は電解合成によって基板電極上に調整できる. 本研究では第1にポリピロール膜の合成条件およびポリピロール膜被覆電極を用いた水中でのイオン性分子の電気化学取り込み, 放出特性を検討した. その結果合成時の共存アニオン種の工夫などによって膜の微細構造を制御し, イオン性分子の電気化学取り込み放出速度の向上を計り得ることが明らかとなった. ついでポリピロール膜被覆電極をグルタミン酸などイオン性神経トランスミッタを含む水溶液中で電位制御し, トランスミッタを貯留し, その後緩衝液中で電位シフトによって放出できることを電気化学測定および蛍光定量などにより明らかにした. 放出速度, 量は印加パルスの電圧および時間幅によって制御できることが示された. またポリピロール被覆微小電極によって神経シナプス前膜と同様にトランスミッタをミリ秒幅の電気刺激によって放出し得ることを明らかにした今後, 神経系とのインターフェイスデバイスとしての展開が期待される.

1. In vivo, the target organism is a molecular information medium, and the target organism is an intelligent information medium, and the target organism is an intelligent information medium. The molecular information is transmitted to the non-biological system, and the information is transmitted to the non-biological system. This research is aimed at designing, manufacturing and producing new functional materials for the storage and release of information molecules from the brain membrane and the electrical stimulation of information molecules. 2. Methods for conducting polymer materials are described in detail. Electrolytic synthesis of a thin film on a substrate electrode. In this study, the first step is to investigate the synthesis conditions and emission characteristics of the polymer film coated electrode in water. As a result, the blue shift of the synthesis time is controlled by the microstructure of the film, and the upward calculation of the emission rate of the electrochemistry of the molecule is obtained. The film coated electrode is prepared by potentiometric control in aqueous solution, storage in aqueous solution, and release in aqueous buffer solution. The discharge speed, quantity and time amplitude of the discharge voltage are measured. In the future, the development of the nervous system will be expected.

项目成果

Masuo Aizawa: Abstracts of Symposium on Molecular Electronics and Biocomputers, 24-27 August 1987, Budapest Hungary.

Masuo Aizawa：分子电子学和生物计算机研讨会摘要，1987 年 8 月 24-27 日，匈牙利布达佩斯。