| 研究課題/領域番号 |
21K14658
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
Le ThuHacHuong 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60752144)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 磁気不斉二色性 / キラルメタマテリアル / オプトナノ流体デバイス / 光-分子の超強結合場 / キラル分離 / 光学異性体の分光分析 / 磁気キラル二色性 / ナノ流体デバイス工学 / キラル分子によるスピン選択性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高純度な光学異性体の分離精製及び微量分析は幅広い分野に渡り必要不可欠であり，簡便かつ高性能な分離検出技術が求められている．本研究では，独自に確立したオプトナノ流体デバイス工学を駆使し，永久磁石と無偏光の光を用いるだけで光学異性体を分離検出できる，電磁気学に基づいた革新的なキラル分離分析法の創出に挑む．具体的には，10-100 nmスケールの流路に磁性薄膜とメタマテリアルと呼ばれるナノ構造体を集積化することで，分子キラリティーと磁場と光子が協奏的に働く，空間と時間の対称反転性が同時に破れた独特な微小空間を構築し，そこにおける分子と磁化表面と光との相互作用を最大限に誘起して分子を分離・検出する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、磁場と無偏光の光源だけで光学異性体を分離分析できる磁気光学に基づいた新原理のキラル分離分析の実現に向けて、円偏光二色性と磁気キラル二色性を有するキラルメタマテリアル構造開発と分子キラリティー・磁場・光子が協奏的に働く独特なオプトナノ流体デバイスの開発に取り組んできた。結果として、これまでに限定された物質でしか発現しない微弱の磁気キラル二色性をメタマテリアルの人工的な光共振器で初めて実証することとなった。また、平面波と直接結合しないダークプラズモンモード数十nmの流路に強く閉じ込めることにより、光・分子の超強結合を実現した。これらの成果はキラル分離検出に重要な原理検証結果となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、分子・磁性・光との相互作用を積極的に活用することを通じて、永久磁石と無偏光の光源だけで光学異性体が分離分析できる高性能かつ汎用的なキラル分離分析技術の実現に向けた重要な方法論を提供しており、その学術上の意義とインパクトは大きい。特に生体分子の構造機能解析や製薬創薬分野で一般的に用いる円偏光二色性（CD）及び振動円偏光二色性(VCD)分光法に比べて、光の位相の制御が一切必要せず，一般的な吸光度測定だけでキラル分光法が実現できる点に絶対的な強みである。高性能及び汎用性のみならず，超高速時間分解キラル分光法を可能とする．また，簡易なシステム構成はキラル分離分析装置の小型化にも優れる.
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