2014 Fiscal Year Annual Research Report
サイクロイド様サブ波長断面構造での高効率局在プラズモン発生と超高感度センサー応用
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26288114
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
福田 隆史 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (50357894)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 祐光 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (00300898)
石田 尚之 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (80344133)
茨田 大輔 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80400711)
江本 顕雄 同志社大学, 理工学部, 准教授 (80509662)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオセンシング / 局在プラズモン / サブ波長構造 / 機能表面制御 / 色度解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H26年度は申請計画に従って、研究課題[1]「最適サイクロイド様曲面構造の設計」に取り組んだ。また、その他についても基礎検討を進め、以下の成果を得た。
[1] 「最適サイクロイド様曲面構造の設計」：直径500nmの微粒子を最密充填した半球構造を鋳型としてシリコーンゴムレプリカを作製し、1軸延伸（延伸率：130％）を施し、断面がサイクロイド様となる異方的曲面を得た。この構造の空間周波数パワースペクトルを解析した。現在、その結果を踏まえた構造探索方針に沿って、より最適な構造を設計の上、時間領域差分法電磁界シミュレーションによって電場集中の効果を検証中である。 [2] 「サイクロイド様曲面構造の創成」：半球構造を鋳型とするサイクロイド様曲面構造の作製とその構造転写、および、微粒子テンプレート／シラン気相吸着による規則的分子構造の形成にかかるプロセス条件ついて試行錯誤を行い、再現性の高い条件を見出した。 [3] 「マルチスポットチップの作製」：予備検討として、金コートを施した半球構造状における抗体溶液の濡れ広がりについて検討し、次年度に向けた検討課題の抽出を行った。また、金属（金、白金など）とタンパク質の相互作用をAFMを用いて測定し、AFM観察やQCMを用いた配向特性評価などと統合して解析することにも着手した。 [4] 「種々のバイオマーカーに対する検出感度の評価」：複数のバイオマーカーに対する交差性（弁別性）に関して、調査対象を検討し、次年度以降の検討の準備を行った。 [5] 「分光器を不要とする色度解析技術の確立」：スペクトルのシフトを定量的に検出することを目的として、３種の自家蛍光色素（半値全幅100nm程度）の混合比が異なるサンプルを作製し、少数の波長フィルタによって混合比の定量評価を行うことを試みた。その結果、混合比は５％以下の精度で定量化可能なことを確認した。
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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
当初の計画に沿って、サイクロイド様曲面構造の設計を進め、その創成に関してプロセスの条件出しを行うことができた。また次年度の研究開発に向けた予備検討や調査も着実に進んでいる。論文／特許出願／著書／学会発表などを通じた成果発信も活発に行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は当初予定通り進行しており、H27年度は、「サイクロイド様曲面構造の創成」とその機能評価、ならびに、更なる高性能サブ波長構造の効率的な探索のための新規なアルゴリズム考案と実証など基礎的な検討を加速させるとともに、平行して、当該研究に関心を持つ企業との連携も強化して実用化に向けた課題抽出なども進める。
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| Causes of Carryover |
研究課題[3]「マルチスポットチップの作製」に関しては、３機関でそれぞれ分担実施することを想定しており、そのための試薬購入を予定していたが、２機関での検討により次年度の研究見通しをえることができたため、その分の基金を次年度に繰り越し、試薬の購入に充当することとした。
研究課題[5]「分光器を不要とする色度解析技術の確立」に関しては、カメラの購入を他予算（交付金）で賄うことができたため、その分の基金を次年度に繰り越し、解析ツールの確立に充当することとした。
このため、若干の次年度引き継ぎ金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H27年度は、研究課題[4]「種々のバイオマーカーに対する検出感度の評価」に関連して、固体表面に固定した抗原と抗体の相互作用をAFMを用いて直接測定し、リンカーを介した場合など抗原の固体表面上での配向（運動自由度）が相互作用に与える影響を比較することを追加的に計画しており、そのための試薬購入費用として充当する予定である。
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