2023年04月24日

東北大、脳内化学物質を高感度検出 センサ開発

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東北大学 学際科学フロンティア研究所の郭媛元准教授らの研究チームは24日、光ファイバを製作する熱延伸技術を利用して、新しいカーボンナノチューブ材料を用いた神経電極ファイバを開発したと発表した。多機能ファイバと DNA 分子プローブを組み合わせて、脳内の電気と化学信号を同時に計測・操作できるようにした。 　脳内では 1000 億個以上の細胞が複雑な回路を形成しており、細胞間で電気・化学信号が伝達されている。神経細胞からの電気信号を記録する技術は成熟しているが、脳内の細胞間コミュニケーションを担っているのは繊細な化学信号であり、その活動を正確に測定するツールは限られる。 　 　研究チームは今回、神経伝達物質であるドーパミンなどの特定の化学物質を、脳内の複雑な環境下で高感度かつ選択的に検出することに世界で初めて成功した。さらに多機能ファイバ技術を活用して、脳内の電気信号と化学信号の同時計測と操作を可能にした。 　同研究成果は、米化学会「Analytical Chemistry 」誌に23年4月24日付で掲載される。 ＜用語の解説＞ ◆熱延伸技術 ：加熱しながら引き伸ばす技術。利用できるのは単一の材料に限定されず、金属・複合材料・ポリマーなど多種類を組み合わせることができる。「金太郎あめ」と似ており、最初に、必要な多種類の材料を組み合わせた大きいプリフォームという成形物を作り、これを加熱しながら引き伸ばすことによって、電気・化学・光などの機能をマイクロからナノレベルで集積した、長さ数千メートルのファイバを作製することができる。 ◆多機能ファイバ ：直径 100～500 μm 程度のポリマー製繊維の中に、導電線・光路・流路・電気化学信号・機械駆動用ワイヤなど、さまざまな要素を操作したり測定したりするのに必要な構造を集積したファイバ。 ニュースリリース https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv_press0424_01web_fiber.pdf