2022 Fiscal Year Annual Research Report
Environment-resistant molecular sensor by plasmonic Raman spectroscopy without the proximity of metals
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21H01847
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
南川 丈夫 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (10637193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 武史 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (70314408)
矢野 隆章 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (90600651)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ラマン分光法 / プラズモニック光増強 / 分子センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，これまで検査可能環境の制約（pH，温度，場所，センサー部に力が加わる環境など）を取り払い，様々な環境で網羅的に微量な分子を識別することが可能な耐環境性分子センサーを開発する．これにより，現在需要が急拡大している環境測定や食品安全性検査などの技術基盤を提供し，持続可能な開発目標（SDGs）に貢献する.
2022年度は，金属との接触を必要としない増強ラマン散乱現象を用いたハイエンド型分子センサーの開発を行った．まず，研究代表者の南川を中心に高安定なラマン分光用レーザー光源，高感度分光器を用いた分子検出光学系を開発した．具体的には，倒立型光学顕微鏡を用いたラマン分光システムを構築し，光学系や検出系の最適化を行った．その上で，環境測定，食品安全性測定，バイオセンシングなどで対象としている各種分子を用いて測定液量，分子検出感度露光時間について検討を行った．その結果，測定に必要な液量を1 μL，分子検出感度1 pM，露光時間0.1秒の分子検出を実現した．これは当初目標としていた諸元を十分達成した結果である．また，露光時間については，当初想定よりも100倍高速化できた．さらに，研究代表者の南川を中心に耐環境試験（流水暴露，摩擦など)，研究分担者の安井を中心にバイオセンシング試験，研究分担者の矢野を中心にセンサーシステムの有効性評価も行った．その結果，金属との接触を必要としない増強ラマン散乱現象を用いたハイエンド型分子センサーシステムの有効性を示すことができた．
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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
当初の計画通り，ハイエンド型分子センサーシステムを開発し，概ね目標仕様を実現することができ，開発した分子センサーシステムの有効性を実証できたため.
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は，当初の計画通りにおおむね順調に研究が進展している．そのため，2023年度は，当初の研究計画に則り，金属との接触を必要としない増強ラマン散乱現象を用いた可搬型分子センサーの開発とその有効性の検討について，研究を推進していく.
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Research Products
(41 results)
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[Presentation] Second-harmonic generation polarization microscopy to analyze ultra-early-stage liver fibrosis in human non-alcoholic fatty liver disease2023
Author(s)
Tomohiro Tamaki, Eiji Hase, Mayuko Ichimura-Shimizu, Yuki Morimoto, Akihiro Suzuki, Takeshi Yasui, Satoko Nakamura, Akemi Tsutsui, Koichi Takaguchi, Koichi Tsuneyama, and Takeo Minamikawa
Organizer
pLED International Symposium 2023
Int'l Joint Research
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[Presentation] ヒト非アルコール性脂肪性肝疾患における超早期肝線維化のSHG偏光顕微鏡解析2023
Author(s)
玉木智大, 長谷栄治, 清水真祐子, 森本友樹, 鈴木昭浩, 安井武史, 中村聡子, 筒井朱美, 高口浩一, 常山幸一, 南川丈夫
Organizer
次世代光フォーラム2023 in 徳島
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[Presentation] SHG顕微鏡によるヒト非アルコール性脂肪性肝疾患の超早期肝線維化の評価2022
Author(s)
玉木智大, 南川丈夫, 長谷栄治, 清水真祐子, 森本友樹, 鈴木昭浩, 安井武史, 中村聡子, 筒井朱美, 高口浩一, 常山幸一
Organizer
Optics and Photonics Japan 2022
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[Presentation] SHG 顕微鏡によるヒト非アルコール性脂肪性肝疾患の超早期肝線維化の評価2022
Author(s)
玉木智大, 南川丈夫, 長谷栄治, 清水真祐子, 森本友樹, 鈴木昭浩, 安井武史, 中村聡子, 筒井朱美, 高口浩一, 常山幸一
Organizer
第7回フォトニクスワークショップ
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[Book] ラマン分光スペクトルデータ解析事例集2022
Author(s)
南川 丈夫, 田村 耕平, 片山 詔久, 森田 成昭, 宮下 喜好, 福岡 隆夫, 福永 悠, 岡田 哲男, 渡邉 朋信, 藤田 英明, 前田 寧, 下赤 卓史, 中圓尾 綾, 橋本 知美, 來海 博央, 林 英樹, 二村 道也, 福田 徳生, 松本 拓也, 西 野孝，合計63名
Total Pages
405
Publisher
技術情報協会
ISBN
978-4-86104-872-2
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