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。

这项研究的目的是为生物混合传感器奠定工程基础，该传感器使用细胞作为生物元件，直接在装置内具有超越人造材料的灵敏度、选择性和信号放大能力。我们将以下三个问题设置为学术问题：“在设备中直接利用生物感知能力的设计理论是什么？”我们的目标是使用表达所需嗅觉受体的细胞（传感器细胞）。通过检查以下内容为生物混合传感器建立学术基础。 (1)建立利用多个传感器单元和存储和运输技术构建单元阵列的方法。（2）建立连接细胞和人造物体的测量技术，高效检测信号。 (3) 探索生物混合传感器的应用和概念验证。至于2021年的研究成果，关于第1项，我们进行了一项研究，目的是建立一种装置设计理论，控制每个传感器细胞中表达的受体的位置并将它们排列成阵列。关于第2项，我们已经开始研究信号提取技术和气味测量装置技术，以利用细胞固有的传感特性。作为研究成果，我们获得了2篇同行评审论文、10份会议报告（包括国际会议）、1本书和2项专利申请。