Fabrication of biomolecules-based nano optical devices for biosensing application

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21924
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: Endo Tatsuro 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40432017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 末吉 健志 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70552660)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: ナノインプリントリソグラフィ / フォトニック結晶 / 生体分子 / バイオセンサ

Outline of Final Research Achievements

In this study, we used biomolecules as a base material and fabricated nanostructures using nanoimprint lithography (NIL). In addition, fabrication of nanostructures using NIL without impairing the function of biomolecules as base materials could be achieved. Based on this fabrication techniques using NIL, the biomolecules based nanostructures exhibit the diffraction and reflection at the specific wavelength of light. Using this optical properties of nanostructures, biosensing application could be realized.

Free Research Field

センサ工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

NILは、主に熱NILまたはUVNILの二種類に大別され、良好な再現性にてナノ構造を転写可能である。しかし熱NILは、基材をガラス転移点まで加熱する必要があり、生体分子を基材として用いると変性を免れることは困難である。また生体分子は、紫外域に吸収帯を持つことからUVNILも同様である。一方で生体分子を直接加圧しナノ構造を転写しても水等を滴下すると容易に溶解し、転写した構造を維持することは困難である。
生体分子を変性させずにナノ構造を転写、その形状を維持する技術を開発する本研究は、挑戦的研究として従来のナノマイクロ加工技術において加工可能な材料の選択肢を増やすことにつながることで意義がある。