2013 Fiscal Year Annual Research Report
動く細胞の詳細を覗く事を可能にするフェムト秒レーザーを用いたバイオチップ作製
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25706025
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
花田 修賢 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20435671)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 3次元微細加工 / 低屈折率フッ素樹脂 / フェムト秒レーザー / 細胞観察 / フッ素溶媒 / 顕微観察 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、水の屈折率にほぼ等しい低屈折率フッ素ポリマーを用いたフェムト秒レーザー微細加工技術開発及び本加工技術を用いた新しい細胞観察用バイオチップの作製を目的とした。更に、作製したバイオチップを用いた細胞観察では、細胞が運動方向を変化させる際の鮮明な顕微鏡像を得ることを目的とした。
(昨年度実施した)フッ素ポリマーの(３次元)微細加工技術開発に関しては、フェムト秒レーザーを使用し、対物レンズ(×２０, NA : ０．４６)を介して、市販されている低屈折率フッ素ポリマーCYTOP基板内部に集光照射し、アブレーション加工を行った。その後、特定のフッ素溶媒を用いたウェットエッチングにより、レーザー照射領域のみを選択的にエッチングする事に成功、その結果、3次元流体構造をCYTOP基板内部に作製した。その後、エッチングによる基板表面粗さの改善を計るため、ガラス転移温度付近での熱処理を基板に施す事で、表面粗さの改善を行った。以上の結果より、フェムト秒レーザーによる低屈折率フッ素ポリマーの３次元微細加工技術の確立を行い、３次元流体構造をフッ素ポリマー内部に作製する事に成功した。
後に行ったバイオ観察に関しては、作製したCYTOP及びガラス製バイオチップ内に水棲微生物を封入した際の、それぞれの流路壁面近傍での微生物の顕微鏡像より、CYTOPを用いたバイオチップでは、ガラスバイオチップに比べ、流路壁面において極めて鮮明な顕微鏡像が得られる事を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度は、フェムト秒レーザーを用いた低屈折率フッ素ポリマーの(３次元)微細加工技術の確立を目標とした。この件に関して、高純度化されたフッ素系ポリマー基板を溶解する溶媒の溶解性やメカニズムについてはいまだ不透明な点が多いことから、当初の予定では、レーザー照射領域のみを選択的にエッチングするための溶媒の選定に時間がかかる事が予想されていた。初年度のうちに本研究で使用したフッ素ポリマーCYTOPを溶かすフッ素溶媒の選定に早い段階で成功した事が、フッ素樹脂加工の技術開発に関する研究を進展させたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
フェムト秒レーザーによるフッ素ポリマーの３次元加工技術の確立をおこなったわけであるが、今後の推進方策については、フッ素溶媒により、レーザー照射領域のみが選択的に除去できる理由が未だ不透明である事から、XPS分析等を用いたフッ素樹脂加工のメカニズム解明を試みる。更に、レーザー照射領域の濡れ性改善技術についても検討する。
バイオ応用に関しては、作製したバイオチップを用いる事で、細胞の運動状態遷移の顕微観察を行い(予備実験については既に成功している)、外部の生物学者との共同研究を視野に入れる予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
エッチング溶媒の早期選定に成功し、消耗品として使用するなかで、節約して使用する事ができたため、予定額より少なくて済んだ。
今後の研究の際に生じる急な薬品、試薬等の消耗品調達に使用する予定。
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