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ポリマー/TiO2ハイブリッド型フォトニック結晶を用いた高感度バイオセンサー開発

Research Project

Project/Area Number 16J11207
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

安藝 翔馬  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsフォトニック結晶 / ナノインプリント / イオンセンサー / 蛍光測定 / バイオセンサ
Outline of Annual Research Achievements

1.ナノインプリントに類似の手法でポリマー/TiO2ハイブリッド型2D-PhCを作製し、蛍光増強を用いた高感度センサーへの応用を行った。
電子線描画装置を用いてレジストパターンを作製し、平成28年度に開発したプッシュコート法・高濃度ゾルゲル法を用いたTiO2製2D-PhC作製法を用い、橙色蛍光pH色素であるchromoionophore viの極大蛍光波長である540 nm付近の可視光を垂直方向に進行方向制御可能なポリマー/TiO2ハイブリッド型2D-PhCスラブを作製し、センサー開発のモデル系としてバルク抽出を用いたカリウムイオンセンサー応用を行った。
2.2D-PhCを用いた微小共振器と、細胞膜機能模倣・評価に応用可能である脂質二重膜チャンバーを組み合わせることで、新たな超高感度2D-PhCセンサーデバイスを着想し、開発を行った。電子線描画装置、ドライエッチング装置を用いて六角形型チャンバー構造を有するSi製2D-PhCマザーモールドを作製し、平成28年度に開発したポリビニルアルコール製犠牲モールドを用いた光ナノインプリント法、プッシュコート法・高濃度ゾルゲル法を用いたTiO2製2D-PhC作製法によりナノ周期構造上部のみにTiO2バルク層をもつ直径2ミクロンの六角形型チャンバー構造を有するTiO2製2D-PhCを作製した。
チャンバー構造を有する2D-PhCの光学特性評価を行ったところ、490 nmにおいて双極子状の共鳴モードを持つことが電磁界シミュレーションより明らかとなった。また、光学顕微鏡で観察したところ、緑色の双極子状放射を確認した。
作製したチャンバーを有するTiO2製2D-PhCを用い、接触法により緑色蛍光色素であるフルオレセインを含有した緩衝溶液をチャンバー内に封止し、蛍光顕微鏡にて観察を行ったところ、チャンバー壁面での蛍光散乱を確認できた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Origin of the Optical Response of a Dye-doped Plasticized Poly(vinyl chloride)-based Photonic Crystal Ion Sensor2017

    • Author(s)
      Shoma Aki, Kenji Sueyoshi, Hideaki Hisamoto, Tatsuro Endo
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 33 Issue: 11 Pages: 1247-1251

    • DOI

      10.2116/analsci.33.1247

    • NAID

      130006199360

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of photonic crystal sensor with defect structure towards highly sensitive evaluation of cell membrane transport2017

    • Author(s)
      Shoma Aki, Kenichi Maeno, Kazuo Satoh, Shuichi Murakami, Yusuke Sando, Yusuke Kanaoka, Kenji Sueyoshi, Hideaki Hisamoto, Tatsuro Endo
    • Organizer
      The International Congress on Analytical Sciences 2017 (ICAS 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脂質二重膜チャンバーを有するTiO2製フォトニック結晶の作製と光学特性評価2017

    • Author(s)
      安藝翔馬,前野権一,佐藤和郎,村上修一,山東悠介,金岡祐介,末吉健志,久本秀明,遠藤達郎
    • Organizer
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of TiO2/Polymer Hybrid Photonic Crystal Slab for Highly Sensitive Ion Sensor2017

    • Author(s)
      Shoma Aki, Kenichi Maeno, Kenji Sueyoshi, Hideaki Hisamoto, Tatsuro Endo
    • Organizer
      The 34th SENSOR SYMPOSIUM on Sensors, Micromachines and Applied Systems
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ナノインプリント製TiO2スラブ型フォトニック結晶センサーの開発と基礎特性評価2016

    • Author(s)
      安藝 翔馬・前野 権一・末吉 健志・久本 秀明・遠藤 達郎
    • Organizer
      第76回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリマー/TiO2ハイブリッド型フォトニック結晶スラブを用いた蛍光イオンセンシング2016

    • Author(s)
      安藝 翔馬・前野 権一・末吉 健志・久本 秀明・遠藤 達郎
    • Organizer
      第77回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリマー/TiO2ハイブリッド型フォトニック結晶スラブセンサーアレイを用いた多種同時イオンセンシング2016

    • Author(s)
      安藝 翔馬・前野 権一・末吉 健志・久本 秀明・遠藤 達郎
    • Organizer
      応用物理学会関西支部平成28年度第2回講演会
    • Place of Presentation
      関西学院大学上ヶ原キャンパス
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of polymer/TiO2 hybrid photonic crystal slab for enhancement of fluorescence signal2016

    • Author(s)
      Shoma Aki,kenichi maeno Kenji Sueyoshi, Hideaki Hisamoto and Tatsuro Endo
    • Organizer
      The 4th TKU-OPU Joint Symposium
    • Place of Presentation
      TKU tangkam campus
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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