旭硝子財団助成研究成果報告2018

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42伊野　浩介41KosukeINO山本　洋平42YoheiYAMAMOTOLSI型多点電気化学デバイスを用いた電位計測による細胞活性評価法の開発(2015採択)Potentiometric imaging using LSI-based electrode array devices for cell analysis(Project 2015)導電性高分子マイクロ共振器への電荷注入と共鳴電界発光(2015採択)Charge injection and resonant electroluminescence from conducting polymer microresonators(Project 2015)旭硝子財団　助成研究成果報告（2018）細胞活性を評価するための様々な電気化学バイオセンサがこれまでに開発されており，移植医療や薬剤開発，細胞をセンサに用いた環境モニタリング，食品分析への応用が検討されている．さらに，多数のサンプルをハイスループットに計測するためのデバイスや，サンプル内の目的物質の分布を可視化するためのイメージングシステムが盛んに開発されている．そのためには，個別で動作する電気化学センサを多数配置した電気化学計測デバイスの開発が重要である．そこで本研究では，多数の電気化学計測が可能なセンサを搭載したLSI（Large Scale Integration）型多点電気化学デバイスを開発し，細胞機能評価へ応用した．特に，電流を検出するアンペロメトリックセンサだけでなく，電位変化を検出するポテンショメトリックセンシングに注目した新規の計測法を開発した．Several kinds of biosensors have been developed for transplantation, cell-assay-based drug screening, and cell-based sensors for environmental monitoring and food analysis. For high throughput assays and/or imaging, it is necessary to incorporate many electrodes into a small chip device. In this study, I developed an electrochemical device based on large-scale-integration technologies to incorporate 400 individual electrochemical sensors, and the device was applied for cell analysis. In addition to ampero-metric sensing, potentiometric sensing systems were developed as novel cell analysis systems.π共役ポリマーの自己組織化により形成したマイクロ球体が，発光を内部に閉じ込めて共振する光共振器として機能することを見出し，様々なπ共役ポリマーからなるマイクロ光共振器を作製した．また，異種ポリマーの混合によりポリマーブレンド球体を作製し，光閉じ込め効果による球体内部での高効率エネルギー移動，および，複数の球体の連結による長距離エネルギー移動を実現した．さらに共役ポリマー球体への強励起によるWGMレーザー発振を実現した．共役ポリマー球体は，高い光吸収や屈折率，および電気伝導性を有することから，電流誘起WGM共振器やマイクロレーザー素子としての応用が期待できる．We found that self-assembled conjugated polymer microspheres act as whispering gallery mode (WGM) resonators. With a benefit of the strong light confinement inside microspheres, we demonstrate long distance, directional, and efficient light energy transfer and wavelength conversion through coupled microspheres. Furthermore, WGM lasing is achieved from conjugated polymer microspheres upon strong pumping. Conjugated polymer microsphere resonators have advantages of high photoab-sorptivity, high refractive index, and inherent conducting properties, which are valuable for applica-tions to electrically-driven WGM resonators and lasers.