Biohybrid Sensor Engineering for Ultra-Sensitive Detection

用于超灵敏检测的生物混合传感器工程

基本信息

批准号：
21H05013
负责人：
竹内昌治
金额：
$ 121.06万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、人工物を凌駕する感度・選択性・シグナル増幅能を有する細胞を生体素子としてデバイス内で直接用いたバイオハイブリッドセンサの工学基盤を確立することを目的とする。所望の嗅覚受容体が発現した細胞（センサ細胞）を用いて「生物のセンシング能を直接デバイス内で活用するための設計論はなにか」ということを学術的な問いに設定し、以下の3項目の検討を行うことで、バイオハイブリッドセンサに関する学術基盤の確立を目指す。(1) 複数のセンサ細胞による細胞アレイの構築法および保存搬送技術を確立する。(2) 細胞と人工物を繋ぎ、効率的に信号を検出するための計測技術を確立する。(3) バイオハイブリッドセンサの応用探索と概念実証を行う。2021年度の研究実績として、項目1については、各センサ細胞に発現している受容体の位置を制御してアレイ状に配置するデバイス設計論を確立することを目指して検討を行った。また項目2については、細胞が本来もつセンシング特性を発揮するための、シグナル抽出技術と、匂い計測デバイス技術について検討を開始した。研究成果として、査読付き論文2報、国際会議を含む学会発表10件、図書1件、特許出願2件を得ている。

这项研究旨在使用具有敏感性，选择性和信号放大能力的细胞为生物杂化传感器建立工程基础，这些细胞超过了直接在设备内使用的生物学元素和生物元素的伪像。学术问题是使用表达所需的嗅觉受体的细胞（传感器单元），“直接利用设备内生物体的传感能力的设计理论是什么？”，通过检查以下三个项目，我们旨在为生物杂种传感器建立学术基础。（1）建立一种使用多个传感器单元以及存储和运输技术构造单元阵列的方法。（2）建立用于连接细胞和人造物体并有效检测信号的测量技术。（3）对生物杂交传感器的应用搜索和概念证明进行了搜索。作为2021年研究结果的一部分，研究项目1的目的是建立一个设备设计理论，其中控制每个传感器单元中表达的受体位置并将其放置在阵列中。关于项目2，我们已经开始考虑信号提取技术和气味测量设备技术，以证明细胞的固有传感特性。研究结果包括两篇由同行评审的论文，学术会议上的10个演讲，一本书和两项专利申请。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Biofabrication for bio hybrid robotics

生物混合机器人的生物制造

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroaki Kobayashi;T Oki;Shoji Takeuchi
通讯作者：
Shoji Takeuchi

マイクロデバイス及びこれを用いた方法

微型装置及使用该微型装置的方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

バイオハイブリッドが拓く新たなセンシング

生物混合技术开发的新传感技术

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kuse Naoya;Nishimoto Kenji;Tokizane Yu;Okada Shota;Navickaite Gabriele;Geiselmann Michael;Minoshima Kaoru;Yasui Takeshi;孫栄硯，陶通，川合健太郎，有馬健太，山村和也;竹内昌治
通讯作者：
竹内昌治

昆虫嗅覚受容体を用いた高感度匂いセンサの開発

利用昆虫嗅觉受体开发高灵敏度气味传感器