2018 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロリアクターを組込んだ逐次赤外分光顕微鏡の創製 －生命・材料科学への展開－
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17H02756
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
石黒 孝 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (10183162)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 赤外顕微分光 / 光触媒 / 細胞 / 光合成 / ATP / FT-IR / 二酸化炭素 / 水熱反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は従来になく長時間安定して測定可能な赤外分光顕微鏡を実現し、生きたままの細胞の代謝、葉緑体の光合成反応、光触媒反応、金属膜の水熱反応等の逐次その場観察を実現することである。
H２９年度はリニアアレイ検出器を搭載した顕微赤外分光顕微鏡を導入し、これに長時間冷却可能な液体窒素デュワーを装着した。温度擾乱を避けるために装置全体をアクリル板で覆い、装置の安定性について評価を行った。デュワーに液体窒素注入後から数日にわたり計測できることが可能となり、測定が特に安定して実現できる時間範囲を捉えることができた。 さらに新たに参照光と試料透過光をリニアアレイにより同時に計測可能なマイクロ流路を導入したマイクロ・リアクタを新たに設計・製作した。これにより、赤外線光源、光路長、検出器感度等のドリフトに対して安定した計測を実現できることが分かった。
H３０年度はマイクロリアクタのパターンを塩化ビニール製のスペーサーに代えて、新たに紫外線硬化型シリコン樹脂を用いるフォトリソグラフィプロセスを確立した。これにより光路長を50μmから10μm程度と短くすることが可能となり水溶液中のその場観察をさらに容易にすることができた。加えて赤色・青色LEDを組み入れた分光セルも開発した。また本研究費により観測対象試料の指紋領域に高感度な検出器を装着した。
これらの準備の下に一酸化炭素、二酸化炭素、ATP水溶液のpH変化、細胞の捕獲と安定的分光計測について実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定した通りに装置を改良することができ、これを用いた予備実験も実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの経験を踏まえて細胞観察用及び水中化学反応観察用それぞれに適したマイクロリアクターのパターンを再設計・製作し、逐次赤外分光顕微鏡による分光計測を行う。パターン及び行路長、そして滅菌処理の最適化を行う。対象としては、細胞、葉緑体、光触媒、金属の水熱反応とし、そのためのpHを変えた各要素化学種水溶液のIRスペクトルの定量測定を行い、検量線の基礎データを整え、外的条件（光量、pH、流量等）を変化させた実験を行い、水溶液中逐次赤外分光顕微鏡システムとして俯瞰的に評価して研究をまとめる。
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