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Development of terahertz spectroscopic detection at high spatial resolution and high sensitivity for separation analysis with narrow flow channel devices

Research Project

Project/Area Number 17H03252
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

KITAGISHI Keiko  大阪大学, レーザー科学研究所, 特任研究員 (20563860)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川山 巌  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10332264)
川井 隆之  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員研究員 (60738962)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywordsテラヘルツ / キャピラリー電気泳動 / マイクロ流路 / 高感度微量分析 / マイクロチップ / テラヘルツ/赤外材料・素子 / マイクロ・ナノデバイス
Outline of Final Research Achievements

Localized terahertz emission spectroscopy with high spatial resolution and high sensitivity was applied to the new detection method for separation analysis by using micro flow channel devices. As micro flow channel devices, disposable microchip made of polydimethyl siloxane (PDMS) and quartz capillaries were used. The samples analyzed were aqueous solutions of sugars and low-molecular weight carboxylic acids which did not show characteristic spectra in UV/Vis region. The separation and terahertz detection of low-molecular weight carboxylic acids could be achieved by capillary electrophoresis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

広く生体内に存在する糖類、低分子カルボン酸類には可視・紫外部に吸収がないため、その分析には発色団の化学修飾が用いられることが多い。今回の局所場テラヘルツを利用した高感度検出法の開発とマイクロ流路デバイスとの組み合わせにより、前処理なしに、糖類、低分子カルボン酸類が検出できるようになった。一般にテラヘルツ領域では水の吸収が強く、生体系への応用は難しかったが、今回の検出法でその可能性が証明され、生体試料をそのまま分離分析して検出する方向性が拓かれた。

Report

(4 results)
  • 2020 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Terahertz Spectroscopy Tracks Proteolysis by a Joint Analysis of Absorptance and Debye Model2020

    • Author(s)
      C. Cao, K. Serita, K. Kitagishi, Z. Zhang, H. Murakami, M. Tonouchi
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: 119 Issue: 12 Pages: 2469-2482

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2020.11.003

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 最新のテラヘルツ測定技術2018

    • Author(s)
      北岸恵子、芹田和則
    • Journal Title

      オレオサイエンス

      Volume: 18 Pages: 13-18

    • NAID

      130007700782

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    • Author(s)
      北岸恵子
    • Journal Title

      生産と技術

      Volume: 69 Pages: 98-100

    • NAID

      40021176643

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      R. Taie, K. Serita, K. Kitagishi, T. Kawai, I. Kawayama, H. Murakami, M. Tonouchi
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      IRMMW-THz2018
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  • [Presentation] キャピラリー電気泳動-テラヘルツ分光検出法の実現に向けた試み2018

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      北岸恵子, 芹田和則, 川井隆之, 斗内政吉
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  • [Presentation] キャピラリーを用いた分離分析へのテラヘルツ分光検出の試み (2)サイズの異なるキャピラリーでの測定2018

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      北岸恵子, 芹田和則, 川井 隆之, 斗内政吉
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      第79回応用物理学会秋季学術講演会
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  • [Presentation] キャピラリーやμ-TASを用いたテラヘルツ分光のバイオ応用の試み2017

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      北岸恵子,芹田 和則,濱田 輝,川井 隆之,斗内 政吉
    • Organizer
      日本生物高分子学会
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  • [Presentation] マイクロ流路を用いた生体試料分析への近接場テラヘルツ分光検出法の応用の試み2017

    • Author(s)
      北岸恵子、芹田和則、濱田輝、川井隆之、川山巌、斗内政吉
    • Organizer
      キャピラリー電気泳動シンポジウム
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  • [Presentation] Application of terahertz near-field spectroscopic detection to micro-flow channels with high sensitivity for biological sample analyses2017

    • Author(s)
      ,Keiko Kitagishi, Kazunori Serita, Kagayaki Hamada, Takayuki Kawai, Iwao Kawayama, Masayoshi Tonouchi
    • Organizer
      OTST2017
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] テラヘルツ分光に適した新規マイクロ流路デバイス作製の試み2017

    • Author(s)
      芹田 和則,濱田 輝,北岸 恵子,斗内 政吉,川井隆之
    • Organizer
      日本応用物理学会秋季学術講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Book] テラヘルツ技術の進展と非破壊検査技術2018

    • Author(s)
      電気学会技術報告-テラヘルツ波を用いた非破壊検査技術調査専門委員会
    • Total Pages
      63
    • Publisher
      電気学会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 測定システム、及びテラヘルツ波発生デバイス2020

    • Inventor(s)
      北岸恵子、芹田和則、村上博成、斗内政吉
    • Industrial Property Rights Holder
      北岸恵子、芹田和則、村上博成、斗内政吉
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-034253
    • Filing Date
      2020
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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