2022 Fiscal Year Final Research Report
Detection of protein binding by shear mode ultrasonic reflection coefficients using c-axis tilted ScAlN film in UHF range
Project/Area Number |
19H02202
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
|
Research Institution | Waseda University |
Principal Investigator |
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高柳 真司 同志社大学, 生命医科学部, 助教 (00735326)
吉田 憲司 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (10572985)
鈴木 雅視 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60763852)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
Keywords | 複素反射率測定 / 横波トランスデューサ / すべりモード / たんぱく質センサ / 抗原抗体反応 / 圧電薄膜 |
Outline of Final Research Achievements |
QCM (quartz crystal microbalance) is suitable for biomolecules sensing since AT-cut quartz operates in shear mode. However, it is not clear that whether the decrease of resonant frequency due to protein-binding on the on the resonator surface is caused by mass loading or viscoelastic change near the surface. The ultrasonic reflectometry is one of the ways to determine viscoelastic properties of liquids such as the complex acoustic impedance, the shear modulus, and the shear viscosity. These properties can be determined from the shear wave complex reflection coefficient at the solid - liquid boundary. In this study, we investigated the shear wave reflection change due to biotin-streptavidin interaction using quasi shear mode c-axis tilted ScAlN thin film. As a result, the change of amplitude and phase of shear reflection coefficient were qualitatively observed when 8-15 μg/ml streptavidin were introduced to the biotin-coated self-assembled monolayers on the reflection boundary.
|
Free Research Field |
圧電薄膜センサ
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年の高齢化に伴って訪問診療の割合が増加している。在宅医療の高度化には、医者が手荷物で運べるまで検査機器を小型化することが重要課題である。本研究は、病変マーカの抗原抗体反応を検出できる高感度・小型センサの実現を目指すものである。 これまで実現が難しかったUHF帯横波送波受波をScAlN圧電薄膜を用いて達成している。この薄膜を用いた複素反射率測定を実現し、抗原抗体反応時の粘弾性変化を検出する新しいセンサ方式を提案している。これにより、高感度なたんぱく質の相互作用の検出に成功している。
|