权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

ナノ電気化学と集積回路の融合による細胞機能イメージング技術の創生

通过纳米电化学和集成电路的融合创建细胞功能成像技术

基本信息

批准号：
16J01879
负责人：
菅野佑介
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的として、集積回路型電極アレイでナノ空間特有の電気化学反応を誘導する、超高感度・リアルタイム電気化学イメージングデバイスの創出を掲げた。電気化学デバイスの高感度化に対しては、レドックスサイクル（隣接する電極間で酸化還元反応を繰り返すシグナル増幅現象）を測定点で高効率に誘導する事でアプローチした。レドックスサイクルの効率は隣接する電極の間隔が短い程向上する。そこで、各測定点にナノ空間を設け、その空間内の上下面に電極を配置する手法を検討した。はじめにガラス基板を用いてプロトタイプを作製しその評価を行った。Pt層、Cr犠牲層（膜厚約230 nm）、Pt層および絶縁層の順で垂直方向に積層し、犠牲層をエッチングする事で高さ約230 nmのナノ空間内の上下面にPt電極を配置した。デバイスの電気化学的評価は、マウス胚性幹細胞のアルカリホスファターゼ活性の検出により行った。その結果、従来型のデバイスと比較して電流密度が約20倍向上した。これは測定点におけるナノ空間内で、高効率なレドックスサイクルが誘導された事に起因すると判断した。以上、ナノ空間内でレドックスサイクルを誘導する本デバイスは、従来型と比較して高感度な電気化学計測が可能であり細胞解析に十分適用できると考えられる。本研究では、集積回路型電極アレイの超高感度化に向けて電極構造の基礎検討を遂行した。今後、上記成果を集積回路型電極アレイへフィードバックする事で、細胞機能をリアルタイムかつ超高感度に可視化できる革新的なイメージング技術へ発展すると期待できる。また、今回は実現まで至らなかったが、細胞を用いた疾患治療薬スクリーニングへの応用も期待できる。

The purpose of this study is to develop an integrated loop electrode with high sensitivity and high electrochemistry for induction of space-specific electrochemistry. The high sensitivity of electrochemistry is related to the high efficiency of the measurement point. The efficiency of the electrode is higher than that of the adjacent electrode. This paper discusses the method of setting the space for each measurement point and arranging the electrodes on the upper and lower surfaces in the space. The first step is to make a decision. Pt layer, Cr sacrificial layer (film thickness about 230 nm), Pt layer and insulating layer are stacked vertically in the direction of vertical direction, and Pt electrodes are arranged on the upper and lower surfaces in the space between the sacrificial layer and the insulating layer at a height of about 230 nm. The development of embryonic stem cells is a key issue in the development of embryonic stem cells. As a result, the current density is about 20 times higher than that of the previous type. To determine the cause of an event in a space with high efficiency As mentioned above, this device can be used to induce electric signals in a usable space. It is a novel type and relatively high-sensitivity electrical chemical measurement, which makes it very suitable for cell analysis. In this study, the basic investigation of electrode structure was carried out to improve the supersensitivity of integrated loop electrode. In the future, the achievements mentioned above are expected to be developed in the field of integrated loop electrode technology, cell function visualization and ultra-high sensitivity visualization. This is the first time that we've seen this, and we're looking forward to seeing this.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrochemical motion tracking of microorganisms using a large-scale integration (LSI)-based amperometric device

使用基于大规模集成 (LSI) 的电流测量装置对微生物进行电化学运动跟踪

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
Angewandte Chemie International Edition
影响因子：
0
作者：
K. Ino;Y. Kanno;K. Y. Inoue;A. Suda;R. Kunikata;M. Matsudaira;H. Shiku;T. Matsue
通讯作者：
T. Matsue

多項目細胞解析に向けたElectrochemicolor イメージング法の開発

多项目细胞分析电化学彩色成像方法的发展

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
菅野佑介;伊野浩介;阿部博弥;井上（安田）久美;松平昌昭;須田篤史;國方亮太;珠玖仁;末永智一
通讯作者：
末永智一

Multicolor electrochemical imaging for simultaneous multiplex cell assay using a chip device

使用芯片装置进行同时多重细胞测定的多色电化学成像

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
Proceedings of MicroTAS2016
影响因子：
0
作者：
Y. Kanno;K. Ino;H. Abe;K. Y. Inoue;M. Matsudaira;A. Suda;R. Kunikata;H. Shiku;T. Matsue
通讯作者：
T. Matsue

A novel amperometric imaging system for simultaneously monitoring different cell functions

一种同时监测不同细胞功能的新型电流成像系统