| 研究課題/領域番号 |
21H01392
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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, 経営企画オフィス, 准教授 (00748014)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | テラへルツ / 非線形光学 / メタマテリアル / 微量分析 / DNA / 血液 / マイクロタス / テラヘルツ / 非線形光学結晶 / μTAS / メタアトム / 微小流路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
テラヘルツ（THz）バイオセンシングは、生命機能に関する重要な分子情報を非侵襲・非標識で検出できる手法として注目されている。しかし、溶液中でのTHz信号の大きな減衰と回折限界から、微量溶液を高感度に計測・分析することが難しく、近年のマイクロ化学チップの発展と比較してその技術開発が遅れている。本研究では、非線形光学結晶中で生成する微小且つ高輝度THz点光源を利用したTHzマイクロタス（THz-μTAS）を開発し、微量な生体関連試料の高感度・多次元THz分光分析を通して、THz光を利用した新たな生化学分析基盤技術の創製と医療分野への応用に貢献することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
テラヘルツ（THz）バイオ分析のためのマイクロタス（THz-μTAS）チップを開発した。本チップの基本構造は、メタアトムアレイ、マイクロ流路、THz波点光源で構成され、共振応答を利用してセンシングを行う。センサー部は毛髪断面約５個分で集積センサーとしても利用可能である。また、電気泳動の分離分析技術を初めてTHz計測に導入し、混合溶液の微量THz計測を可能にした。水中のミネラル析出、ヒト血液中のグルコース濃度の経時変化、1本鎖＆2本鎖DNAの評価など様々なバイオ試料の微量での評価が可能であることを示した。本研究による成果が、今後のTHzバイオセンシングの普及に貢献することを期待している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
テラへルツ（THz）バイオセンシングでは生体高分子の機能発現や３次元構造変化に起因する重要な情報を、非侵襲且つ非標識で計測し、抽出することができる。しかし、THz波の回折限界と水への強い吸収の影響で、コンパクトで高感度なバイオチップ開発が難しかった。本研究ではこれら問題を同時に解決し、多機能なマイクロタス(THz microTAS)としての新しいTHzセンサーとセンシング手法を提案・開発した。本成果により、様々なバイオサンプルのTHz領域における振る舞いを観測できるようになり、実際の疾患や生命機能発現などとの関連を詳細に調べていくことで、医療分野や分析化学分野の発展に貢献できると期待している。
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