2019 Fiscal Year Annual Research Report
Optical surface tension measurement of single aerosol droplet
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18H03912
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
火原 彰秀 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 哲男 東京工業大学, 理学院, 教授 (20183030)
福山 真央 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40754429)
石坂 昌司 広島大学, 理学研究科, 教授 (80311520)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 光散乱 / 準弾性レーザー散乱法 / マイクロ流路 / 細胞培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、1．準弾性レーザー散乱（QELS）気液界面解析法の確立、2．時間分解測定、3．細胞培養マイクロチップ作製、について並行して研究を推進した。
1．準弾性レーザー散乱（QELS）気液界面解析法の確立では、環境試料測定への応用を念頭に置き、光トラップによる測定ではなく、測定難易度を下げた基板上セシルドロップ計測法の検討を行った。顕微鏡下で雰囲気制御した空間に、疎水化ガラス基板上に噴霧して作製したセシルドロップを配置した。その気液界面をQELS測定したところ空間制限に起因する共鳴ピークを得ることができた。その周波数は、近似的に球形の共鳴周波数と一致したため、若干の補正を加えつつ表面張力値を得ることができた。モデル試料としてリモネンを測定して表面張力変化を測定することに成功した。
2．時間分解測定では、リン脂質二重膜の液液界面を例に過渡応答計測を検討した。二重膜形成には、東北大学電気通信研究所平野愛弓研究室のシリコンデバイスを用いた方法を用いた。溶液から二重膜へのリポソーム融合が起こる条件で時間分解QELS測定したところ、リポソーム融合に起因すると考えられる周波数シフトを観測した。その変化の時定数や、周波数変化の妥当性など検討すべき課題は多いが、二重膜界面での化学現象測定に向けて大きく前進した。
3．細胞培養マイクロチップ作製では、ポリジメチルシロキサン（PDMS）デバイス内で細胞培養条件を明らかにした。細胞の状態を簡便な手法で明らかにするために、蛍光偏光測定顕微鏡による測定を行い、良好な結果を得た。
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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
全体計画のうち、準弾性レーザー散乱気液解析法については、セシルドロップ計測に切り替えることによって、環境試料測定への適用が可能な状況まで研究が進展した。現在名古屋大学宇宙地球化学研究所持田陸宏研究室に試料提供を受けて表面張力を測定する共同研究が進行中である。また、湿度制御なども可能であるため、複数条件での環境試料の測定が可能になると期待される。順調に研究が進行していると言える。
高度なQELS測定を支えるスペクトル処理技術においても、時間分解解析法のプログラムが徐々に進歩している。解析データから偶然誤差と思われるスペクトル成分を除去する方法など、多くの機能を組み込みつつある。順調に研究が進行していると言える。
細胞培養チップは、本研究期間中に立ち上げて計測と組み合わせる計画である。現在マイクロ流路内で培養・蛍光観察まで問題なく進行しており、順調に研究が進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
環境中のエアロゾル試料について名古屋大学宇宙地球化学研究所持田陸宏研究室に試料提供を受ける相談をしている。本研究で基盤としている先端計測法と大気化学の融合研究が進むと期待される。時間分解測定では、実験系が制御しやすいリン脂質二重膜の系を測定対象として方法論的研究を進める計画である。東北大学電気通信研究所平野愛弓研究室と共同で研究を進めており、生命科学分野との融合研究が進展すると期待される。
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