2019 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Extended-Nano Thermo-Optical Fluidic Device and Realization of Nonlabeled Single Molecule Detection
| Project/Area Number |
17H01207
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
北森 武彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (60214821)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嘉副 裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20600919)
森川 響二朗 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20796437)
馬渡 和真 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60415974)
清水 久史 東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任助教 (60631281)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 光熱変換分光 / 拡張ナノ空間 / 超高感度検出 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者ら独自の非蛍光分子検出法である光熱変換位相差（POPS）検出法により、100 nmの拡張ナノ空間で生体分子の無標識一分子検出を実現することを目的とする。具体的には、生体分子を対象とするUV励起型かつバックグラウンドフリー化のための光学系、及び熱拡散に伴う感度低下の抑制のため熱光学特性を制御した検出用拡張ナノ流路を開発して、これまで100分子レベルであった検出感度を更に2桁向上させる。以上により、単一・可算個分子を対象とする極限の分析化学を創成する。
2019年度は、2017年度に開発した励起光とプローブ光の光路を独立化させた光学系を用いて2000 nm流路での検証実験を行ったところ、アデニン分子で検出限界920分子、BSA（タンパク）で検出限界30分子を達成し、従来のUV-POPS検出法での検出限界に比べて20倍高感度化を実現した。さらに、320 nmの極微小流路での検証実験に取り組んだ。このような極微小空間では試料分子から放出される熱が壁面基材であるガラスまで拡散することによって感度が著しく低下するという課題があったが、2018年度に開発したフッ化カルシウムを壁面基材としたマイクロ・ナノ加工プロセスを用いることにより、感度回復に成功した。結果として、2000 nm流路での結果と比べ、検出体積150 aLという7倍小さい体積においても同等の検出感度が得られた。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(8 results)
