| 研究課題/領域番号 |
18H01499
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
芹田 和則 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任助教 (00748014)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
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| キーワード | テラヘルツ / 非線形光学 / メタマテリアル / 局所テラヘルツ場 / 近接場テラヘルツ励起 / ファノ共鳴 / 微量分析 / 乳癌 / メタアトム / 光整流 / DNAメチル化 / タンパク質加水分解 / テラヘルツ分光 / ナノバイオ / 局所場光物性 / 局所テラヘルツ点光源 / バイオセンシング |
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| 研究成果の概要 |
非線形光学結晶へのレーザー照射で生成する高密度テラヘルツ（THz）点光源を利用した新しいバイオ計測基盤の開発を行った。結晶表面に作製した数個のメタマテリアルをこのTHz点光源で励起すると局所領域でTHz電場増強が発現し、構造非対称性を有するメタマテリアル（ファノ共鳴型メタマテリアル）でそれがより顕著になることが分かった。これを利用したマイクロ流路型のバイオチップを開発し、様々な生体関連溶液のpL＆fmolオーダー感度での超微量THz計測に成功した。また、本手法により、500μm未満の小さな早期癌のTHzイメージングに成功し、分光によって組織ごとの定量的な識別やグレーディングの可能性を示唆した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
マイクロ化学チップ技術が飛躍的な発展を遂げたように、THz領域においてもチップ開発や高感度なバイオ計測手法の開発が羨望されている。その大きな問題となっているTHzバイオ計測時の感度低下と空間分解能の問題が本研究によって解決され、非侵襲・非標識での全く新しい診断・分析技術の提供が行えるようになる。本研究成果は、THz波を利用したナノバイオ計測の実現可能性に資する重要な成果であり、今後のバイオ・医療分野への応用展開と新しい生物学的知見取得に期待できる。
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