2017 Fiscal Year Annual Research Report
Biofluorescence measurement micro system by optimization of photonic crystal structure
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15K05715
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柳田 保子 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10282849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
初澤 毅 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (70272721)
朴 チョンホ 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80639146)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノマイクロ加工 / フォトニック結晶構造 / 光導波解析 / バイオ計測 / マイクロシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度はまず、フォトニック結晶領域の大面積化を目指し、その微細加工プロセスの最適化について検討を行った。ガラス基板上に温度応答性材料であるバイオレジスト膜を作製し，ナノインプリント法を用いることにより、円柱径636 nm，円柱間距離1261 nmの正方格子状アレイを作製できることを確認した。このガラス基板の側面より白色光を照射すると，ナノ周期構造表面が20℃では波長646 nmの光を，40℃では波長561nmの光を放出することを確認した．
バイオ分子計測でよく用いられる蛍光波長光を、適宜組み合わせて入射光としたときのフォトニック結晶構造と放出光の関係について検討を行った。蛍光試料Cy3（最大励起波長554 nm，最大蛍光波長568 nm），CF660R（最大励起波長667nm，最大蛍光波長685 nm）を混合し，バイオレジスト膜上のナノ周期構造の側面に設置したマイクロチャンバに滴下して、各蛍光試薬の励起波長光を照射したところ、20℃のナノ周期構造表面からはCF660Rの蛍光スペクトルを，40℃の表面からはCy3の蛍光スペクトルを取得することを確認した。
さらに前年度に製作した13種類のナノ構造パターンを用いて、特定波長を有する入射光と放出光の光学特性の関連性を検証した。ガラス基板上に蒸着したシリコンナイトライド上に作製したナノ構造パターンの側面に、蛍光色素を滴下するためのマイクロチャンバを設置し、蛍光色素の中でも最大蛍光波長が525nmであるフルオレセインを滴下して、各ナノ構造表面からの放出光を測定した結果、円孔間隔が蛍光波長と同程度のナノ構造表面からの放出光強度が強くなることを確認した。
これにより、ナノ周期構造表面の光学特性を用いて、バイオ分子への標識に用いられるラベル化蛍光色素を検出可能な蛍光検出デバイスを作製できることを示した．
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