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微小流路デバイスを用いた分析における高分解能・高感度テラヘルツ分光検出法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17H03252
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードテラヘルツ / 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
研究成果の概要

局所場テラヘルツ分光を利用した高感度、高空間分解能のテラヘルツ検出を、マイクロ流路での分離分析の検出法として確立した。マイクロ流路としては、流路を形成したPDMS(ジメチルポリシロキサン)製の使い捨てチップ、および石英製キャピラリーを用い、紫外部、可視部に特徴的な吸収のない糖類、低分子カルボン酸類を測定対象とした。石英製キャピラリーにおいては、電気泳動による低分子カルボン酸の分離を行い、分離ピークの検出に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Terahertz Spectroscopy Tracks Proteolysis by a Joint Analysis of Absorptance and Debye Model2020

    • 著者名/発表者名
      C. Cao, K. Serita, K. Kitagishi, Z. Zhang, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 119 号: 12 ページ: 2469-2482

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2020.11.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 最新のテラヘルツ測定技術2018

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 18 ページ: 13-18

    • NAID

      130007700782

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 高空間分解能、高感度テラヘルツ分光のバイオ分野への応用の試み2018

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 69 ページ: 98-100

    • NAID

      40021176643

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光によるキャピラリー電気泳動オンライン検出:ARコートDAST結晶、管壁エッチングキャピラリーによる高感度化の試み2020

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子, 芹田和則, 内田裕久, 小山千瑳, 高木毅, 川井隆之, 斗内政吉
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] キャピラリー電気泳動のテラヘルツ分光オンライン検出:ARコートDAST結晶、管壁エッチングキャピラリーを用いた高感度化2020

    • 著者名/発表者名
      北岸 恵子, 芹田 和則, 内田 裕久, 小山 千瑳, 高木 毅, 川井 隆之, 斗内 政吉
    • 学会等名
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸のキャピラリー電気泳動分析ー電気化学検出とテラヘルツ分光検出2019

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、斗内政吉
    • 学会等名
      第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ARコートDAST結晶のTHz時間領域分光法を用いた評価2019

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則、内田裕久、小山千瑳、高木毅、斗内政吉
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸のキャピラリー電気泳動分析-電気化学検出とテラヘルツ分光検出2019

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、斗内政吉
    • 学会等名
      2019年度第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ARコートDAST結晶のTHz時間領域分光法を用いた評価2019

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子,芹田和則,内田裕久,小山千瑳,高木毅,斗内政吉
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PDMSマイクロチップ流路一体型テラヘルツチップの開発と微量溶液測定2018

    • 著者名/発表者名
      芹田和則、北岸恵子、田家稜平、川井隆之、村上博成、斗内政吉
    • 学会等名
      38th CHEMINAS(化学とマイクロ・ナノシステム学会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of PDMS Microchannel Integrated Type Terahertz Chip2018

    • 著者名/発表者名
      R. Taie, K. Serita, K. Kitagishi, T. Kawai, I. Kawayama, H. Murakami, M. Tonouchi
    • 学会等名
      IRMMW-THz2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子, 芹田和則, 川井隆之, 斗内政吉
    • 学会等名
      第38回 キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カルボン酸のテラヘルツ分光による分析2018

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子, 芹田和則, 川井隆之, 斗内政吉
    • 学会等名
      日本生物高分子学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子, 芹田和則, 川井 隆之, 斗内政吉
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子,芹田 和則,濱田 輝,川井 隆之,斗内 政吉
    • 学会等名
      日本生物高分子学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則、濱田輝、川井隆之、川山巌、斗内政吉
    • 学会等名
      キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Application of terahertz near-field spectroscopic detection to micro-flow channels with high sensitivity for biological sample analyses2017

    • 著者名/発表者名
      ,Keiko Kitagishi, Kazunori Serita, Kagayaki Hamada, Takayuki Kawai, Iwao Kawayama, Masayoshi Tonouchi
    • 学会等名
      OTST2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      芹田 和則,濱田 輝,北岸 恵子,斗内 政吉,川井隆之
    • 学会等名
      日本応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] テラヘルツ技術の進展と非破壊検査技術2018

    • 著者名/発表者名
      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
    • 総ページ数
      63
    • 出版者
      電気学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 測定システム、及びテラヘルツ波発生デバイス2020

    • 発明者名
      北岸恵子、芹田和則、村上博成、斗内政吉
    • 権利者名
      北岸恵子、芹田和則、村上博成、斗内政吉
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-034253
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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