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磁界による細胞組織・生体興奮の評価技術

  • 医学部/医学系研究科
  • 細胞情報医学専攻
  • 細胞生理学分野
  • (生体電磁計測グループ)

准教授 中山 晋介[なかやま しんすけ]

シーズの概要

生体・細胞組織が発生する磁界を、効率よく計測する装置・解析手法を提供します。 
 生体磁界は微弱なために超高感度な磁界計測機器が必要であるといわれます。このような磁気計測機器には、(海外で開発された技術である)超電導量子干渉素子 (SQUID) や光ポンピング原子磁気計測器 (OPAM) を利用するものがあります。しかしながら、物理法則に基づいて考察しますと、電流により惹起される磁界は距離とともに減衰しますので、大きく減衰する前の位置に計測機器を設置することができれば、効率よく磁界が計測できることになります。則、磁界の距離依存性の観点において、生体温度で作動しない前述の磁気計測器SQUID, OPAMは、生体磁界計測に有利とは言えません。
 そこで、アモルファスメタルを感磁部として常温・生体温度で作動する磁気計測機器を生体・細胞組織の発生する磁界計測に応用することを提案します。電流回路は生体細胞組織中で閉じていますので、一般的に距離による磁界減衰が大きいと考えられます。そこで、電流回路近傍に感磁部プローブを設置し磁界を計測します。また、この磁気計測装置は地磁気の環境下でも磁界計測可能な点も有利です。

この研究の新規性・独創性

本計測機器は、海外技術ではなく、名古屋大学での磁気計測技術を発展させたもの、国内で醸成された技術である。磁界を発生する電流回路である生体に近接でき、また小型化も可能である。付属的な装置を加えることにより、応用が大きく広がる可能性がある。

産学連携を目指した応用研究

1)生体細胞組織の発生する磁界の計測装置(実験機器、再生医療支援装置および臨床検査機器などへの応用)。
2)生体・細胞組織中の伝導路解析装置。
3)磁性材料など添加による生体移動・運動の評価装置。

一言アピール

名古屋大学発の技術に基づき、細胞組織・生体への評価技術へと発展させました。信頼できる共同研究者・提携先を求めています。

キーワード

アモルファスメタル、常温作動、非磁気遮蔽、ベクトルセンサ、細胞間電流、戻り電流

保有技術

  • アモルファスメタルを感磁部とする常温作動の磁気計測器、生体計測方法および解析技術。
  • 生体中の電気伝導路の測定機器と測定方法。

主な特許

  • 細胞組織磁気信号検出装置 特許第4665105号 中山晋介、内山剛、毛利佳年雄
  • 細胞組織評価装置 特許第5526384号 中山晋介、内山剛

主な論文

  • NAKAYAMA, S., & UCHIYAMA, T. (2015). Real-time measurement of biomagnetic vector fields in functional syncytium using amorphous metal. Scientific Reports, 5.
  • NAKAYAMA, S., ATSUTA, S., SHINMI, T. & UCHIYAMA, T. (2011). Pulse-driven magnetoimpedance sensor detection of biomagnetic fields in musculatures with spontaneous electric activity. Biosensors and Bioelectronics 27, 34-39.