2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly sensitive terahertz micro-TAS and its applications to the nanobioanalysis
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21H01392
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芹田 和則 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任助教 (00748014)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / メタアトム / 微小流路 / 非線形光学 / 微量分析 / マイクロタス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テラヘルツマイクロタスの基本技術として、微小テラヘルツ点光源の生成＆検出条件と高感度かつコンパクトなチップ設計について検討した。GaAsをベースとした下地基板にマイクロ流路を作製し、ストリップライン型（I-デザイン型）のメタアトム（メタマテリアル基本素子）構造を採用することで、ピコリットルレベルの溶液をアトモルレベルの感度で濃度センシングできることが分かった。センシングに必要なメタアトムの数はわずか５個のみでそのセンサー面積は75μm×425μmであり、発生するテラヘルツ波の中心波長λに対して0.10λ×0.57λ（0.057λ^2）に相当する。これは従来我々が開発した５ｘ５個のメタアトムによるチップと比較して１桁以上の感度向上とともにさらなるコンパクト化にも同時に成功したことになる。また溶液中の溶質の選択的なセンシングに向けた手法についてもメタアトムや電気泳動を融合させたアプローチを進めておりその準備的なデータが出始めている。
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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
テラヘルツマイクロタスの設計に関して重要な性能である「高感度かつコンパクトな設計での微量センシング」に資する成果が出ており、ここまで順調に研究が進んでいると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
多数のセンサー部や混合部、反応部などと組み合わせて本格的なマイクロタスへと加速させる。また夾雑物中の選択的なセンシングについても精度を上げていく。このようなチップを用いて、例えばマイクロ流路中に存在する細胞の分光分析や血液中の成分（BGL、血栓）などのセンシングができないか検討する。
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