2023 Fiscal Year Annual Research Report
機械的メタマテリアルとDNAゲルの融合による生化学構造色センサの高感度化
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21K18164
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩瀬 英治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)
瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | DNAゲル / 構造色センサ / 機械的メタマテリアル / 生化学センサ / DNAアプタマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である2023年度は、過年度までの研究結果である機械的メタマテリアル構造を持つマイクロゲルセンサのファブリケーション技術とDNAアプタマーゲルの統合を試みた。DNAアプタマーをアクリルアミドゲルに統合したハイドロゲルをマスクレス露光装置でマイクロスケール（直径：200-500 um）に微細加工し、基板上にパターニングした。ヒスタミンをターゲットにするDNAアプタマーを使用することにより、0.15 mMのヒスタミンをハイドロゲルの膨潤として検出することに成功した。また、マイクロスケールへの加工を行ったことで反応速度が高まり、ヒスタミン暴露と非暴露時のDNAゲルの膨潤挙動の差を、10 分以内に検知することに成功した。また、構造色を発現する機構を薄膜化することによるさらなる高速応答の構造についても検討した。スピンコートとモールドを併用することにより、可視光と同程度の薄膜型のハイドロゲル構造色センサを構築し、エタノールによる応答により構造色が変化することが確認された。また応答速度は1秒以下となり、構造的な工夫によりセンサの感度および応答速度が向上することを、デバイスを実際に作製することで実証した。
本研究の成果は2023年度にMEMS分野で最も権威のある国際学会であるMEMS, Transducersを含む5件の国際会議で発表、2件の国内学会での発表を行い、現在国際論文誌へ投稿中ある。
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