界面形態および電荷分布の動的観察可能な高速イオン伝導顕微鏡の開発

研制可动态观察界面形貌和电荷分布的高速离子传导显微镜

• 批准号: 22K18969
• 负责人: 岩田 太
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18969/
• 关键词: 走査型イオン伝導顕微鏡; 高速イメージング; 表面形状計測; 表面帯電分布; 動的観察; ナノバイオ

液中環境での材料や生体細胞膜の表面といった固液界面の活性場において，刻々と変化しながら発現する現象を高分解能で動的観察することはそこで生じる様々な機能や現象の解明に極めて有効である．また，界面上の電荷状態はその発現する現象と直接的に関わっていることから，表面形状のみでなく，その電荷分布の観察手法の開発が望まれている．しかしながら，活性な固体界面の形状や電荷分布のナノスケールでの動的顕微手法はほとんど開発されていない．本研究の目的は液中環境において試料表面の形状と電荷分布をナノスケールの分解能で動的観察可能な高速イメージング法を開発することである．走査型イオン伝導顕微鏡(Scanning Ion Conductance Microscopy: SICM)をベースに２流路を有するナノピペットによる新奇電流検出法により実現する．2022年度は高速SICMの装置開発について取り組んだ．装置を構築するために，2流路のナノピペットで容量成分のイオン電流を相殺して，信号である抵抗成分のみを検出するためのイオン電流検出回路の設計製作および動作確認を行い．これまでに構築したSICMに実装して動作確認することで開発したイオン電流検出法の有効性を確認できた．また，高速イメージングを可能にするための走査機構としてスキャナーの広帯域化を行った．またプログラムにより走査シーケンスを改良することで高速走査の安定性を向上させた．これらによりSICMイメージングの測定時間短縮を実現した．

The active field at the solid-liquid interface of materials and biological cell membranes in the liquid environment, the detection of phenomena with high decomposition energy, the detection of phenomena with high decomposition energy, the detection of phenomena with high decomposition energy, and the detection of phenomena with high decomposition energy. The charge state on the interface is directly related to the phenomenon of occurrence, the shape of the surface, and the detection method of the charge distribution. The shape of the active solid interface and the charge distribution of the active solid interface are discussed. The purpose of this study is to investigate the possibility of developing a high speed chemical reaction method for the shape and charge distribution of the sample surface in a liquid environment. Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM) is a new method for detecting current in two flow paths. In 2022, it will be the first time to develop a high-speed SICM device. When the device is constructed, the current of the capacity component of the two-channel microprocessor is eliminated, and the current detection circuit of the signal resistance component is detected. The design, production and operation confirmation are carried out. This is the construction of the SICM to confirm the operation of the current detection method. High speed search and localization. To improve the stability of high-speed inspection, the first step is to improve the stability of high-speed inspection. The measurement time is shortened and the result is achieved.

项目成果

ダブルバレルナノピペットによる容量補償を用いた高速走査型イオン伝導顕微鏡の開発

双管纳米移液管体积补偿高速扫描离子传导显微镜的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Fukuzawa;K. Nakazawa;and F. Iwata;福澤 直人，中澤 謙太，岩田 太
• 通讯作者: 福澤 直人，中澤 謙太，岩田 太

Scanning ion conductance microscopy with capacitance compensation using a double barrel nanopipette for improving current detection response

使用双筒纳米移液器进行具有电容补偿的扫描离子电导显微镜，以改善电流检测响应

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Fukuzawa;K. Nakazawa;and F. Iwata
• 通讯作者: and F. Iwata

High-speed scanning ion conductance microscopy with capacitance compensation using a double-barrel nanopipette

使用双管纳米移液器进行电容补偿的高速扫描离子电导显微镜

• 发表时间: 2022
• 作者: N. Fukuzawa;K. Nakazawa;H. Kawasaki;T. Nagata;and F. Iwata
• 通讯作者: and F. Iwata

ダブルバレルナノピペットを用いた静電容量補償による走査型イオン伝導顕微鏡の検出信号応答性の改善

使用双筒纳米移液器通过电容补偿提高扫描离子传导显微镜的检测信号响应

• 发表时间: 2022
• 作者: 福澤 直人;中澤 謙太;河崎 秀陽;岩田 太
• 通讯作者: 岩田 太

ダブルバレルナノピペットを用いた静電容量補償による 走査型イオン伝導顕微鏡の測定時間短縮化（第 2 報）―Z 軸アクチュエータの広帯域化と細胞表面の動的観察―

使用双管纳米移液器通过电容补偿缩短扫描离子传导显微镜的测量时间（第2次报告） - 宽带Z轴致动器和细胞表面的动态观察 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 福澤 直人;中澤 謙太;河崎 秀陽;岩田 太;福澤 直人，中澤 謙太，岩田 太
• 通讯作者: 福澤 直人，中澤 謙太，岩田 太