神経細胞機能の超解像解析に向けたナノ電気化学発光イメージング基盤の創成

创建用于神经元功能超分辨率分析的纳米电化学发光成像平台

基本信息

批准号：
19J20709
负责人：
岩間智紀
金额：
$ 1.98万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、生体分子のラベルフリーな高時空間分解能二次元イメージングを実現するバイポーラ電気化学顕微鏡の創成に関する研究を行っている。主に、①本顕微鏡システムの基板となる、多数の導電材料（バイポーラ電極）が絶縁基板を高密度に貫通した「バイポーラ電極アレイ」の作製方法の提案、②分析対象の拡張の２軸を基に検討を行ってきた。当該年度は主に、導電ペーストを多孔基板に塗り込む手法によるバイポーラ電極アレイの作製方法の検討および最適化を行った。10ミクロン直径の孔が15ミクロンピッチで貫通した「ガラスキャピラリープレート」にカーボンペーストを塗り込み熱硬化させることで、高密度バイポーラ電極アレイの簡便な作製に成功した。本手法は、従来報告されてきたリソグラフィ技術を用いた作製方法とは異なり、特殊な装置を用いることなく安価、簡便にバイポーラ電極アレイの作製が可能であることが利点である。また、ペースト材料に触媒材料を混ぜ込むことで機能性の付与が可能であり、本研究では過酸化水素還元触媒であるPrussian blueを含有したカーボンペーストを用いることで過酸化水素の高時空間分解イメージングを達成した。また、本顕微鏡システムにおいてドーパミンなどの還元体分子のイメージングを可能にする「Cathodicルミノフォア」の改良による、ドーパミン検出およびイメージングの高S/N化のための検討を行った。Cathodicルミノフォアとして前回用いたRu(bpy)32+/GSSGよりも低電位で電気化学発光を生じるN,N′-dimethyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide (PDI-CH3)をバイポーラ電極アレイ上に修飾することで、S/N比を向上させたドーパミンの検出およびイメージングを実現した。

这项研究是关于创建双极电化学显微镜的，这些显微镜实现了无标记的，高时空分辨率的生物分子二维成像。我们主要研究了以下两个轴：1）提出了用于制造“双极电极阵列”方法的建议，其中提议将大量的导电材料（双极电极）作为该显微镜系统的底物，以使其以高密度穿透绝缘底物，并扩展2）扩展。在这个财政年度，我们主要研究并优化了使用将导电糊剂施加到多孔底物的方法制造双极电极阵列的方法。通过将碳糊剂涂在“玻璃毛细管板”上，其孔的孔在15微米的螺距下渗透10微米，高密度双极电极阵列以简单的方式成功制造。与传统报道的使用光刻技术的制造方法不同，此方法是有利的，因为可以在不使用特殊设备的情况下廉价，方便地廉价，方便地制造双极电极阵列。此外，可以通过将催化剂材料混合到糊状物质中来赋予功能性能，在这项研究中，通过使用含有普鲁士蓝的碳糊，一种过氧化氢的氢降低氧化催化剂，可以实现高时空分辨率成像。此外，我们研究了“阴极发光体”的改进，该组织能够在该显微镜系统中对减少的分子（例如多巴胺）进行成像，并在多巴胺检测和成像中研究了高S/N。 By modifying N,N'-dimethyl-3,4,9,10-perylenedicarboximide (PDI-CH3), which produces electrochemiluminescence at a lower potential than the previous Ru(bpy)32+/GSSG, used as a Cathodic luminophore, on a bipolar electrode array, we achieved detection and imaging of dopamine with improved signal-to-noise ratio.

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ecole Polytechnique Federale de Lausanne(スイス)

洛桑联邦理工学院（瑞士）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Bipolar electrochemistry based novel imaging system for high spatio-temporal resolution bioimaging

基于双极电化学的新型高时空分辨率生物成像成像系统

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoki Iwama;Kumi Y. Inoue;Hiroya Abe;Tomokazu Matsue;Hitoshi Shiku
通讯作者：
Hitoshi Shiku

Closedバイポーラ電極アレイを用いた高時空間分解能イメージングシステムによる生体活動観察

使用封闭双极电极阵列的高时空分辨率成像系统观察生物活性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoki Iwama;Kumi Y. Inoue;Hiroya Abe;Tomokazu Matsue;Hitoshi Shiku;岩間智紀，井上（安田）久美，阿部博弥，末永智一，珠玖仁
通讯作者：
岩間智紀，井上（安田）久美，阿部博弥，末永智一，珠玖仁

電気化学顕微鏡システムを用いた生体分子の高時空間分解能イメージングの検討

电化学显微镜系统生物分子高时空分辨率成像研究