非侵襲・高速応答するバイオイメージセンサ

電気化学イオンイメージセンサの開発

ステータス基礎実証実用化準備

概要

イオン選択性電極(ISE)と半導体イオンセンサ(ISFETやCCDイオンセンサ)は特定のイオンを瞬時に測定できすぐれた機器です。私たちは、豊橋技術科学大学の澤田教授が開発したCCD型イオンイメージセンサを使って、金属イオンや生体に重要な有機イオンの化学イメージング法を開発しています。開発したイメージセンサは生きた細胞や組織を非侵襲的にモニターできます。

研究キーワード

従来技術

・半導体イオンセンサでは、1000画素以上、リアルタイムでイメージングできるものが非常に少ない。
・酵素センサや電流センサは測定時に対象イオンを別のものに変えてしまうため対象イオンを消費します。

優位性

・酵素センサーより高速応答可能、耐久性がある、膜の均一性などリアルタイムモニタリングに非常に有利です。
・測定時に対象イオンを消費することはないため、ラベルフリーで非侵襲的なバイオイメージングが可能です。

特徴

電気化学イメージングセンサは、CMOSとCCD技術を含む集積回路プロセスによって製造され、疎水性アニオンを含む可塑化ポリ塩化ビニル(PVC)から調製されたアミン感受性膜を備えています。

センサはチロード溶液中のヒスタミンやセロトニンなどのアミンを検出することができ、バイオイメージングアプリケーションの可能性を示しました。
ラベルフリーで非侵襲的なバイオイメージング技術であると実証されました。
酵素センサや電流センサは測定によって対象イオンを別のものに変えてしまうため、対象イオンを消費してしまいますが、電位差測定による本イオンセンサは、センサ膜と測定溶液での対象イオンの平衡濃度を測定するため、測定時に対象イオンを消費することはありません。
刺激時のラットの肥満細胞からのアミン放出では、優れた応答性、熟練した技術を必要としない直接測定、肥満細胞の並列記録、少ない刺激量での測定が可能です。