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テラヘルツ近接場による生細胞の実時間イメージングと分光技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23760049
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関京都大学

研究代表者

ブランチャード フランソワ  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 研究員 (00571358)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 中途終了 (2011年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードテラヘルツ分光 / 近技場顕微鏡 / 生体分子 / メタマテリアル / 近接場顕微鏡 / バイオサンプル
研究概要

本研究の目的はTHz電磁波を用いて、様々な生体物質の化学組成・特性を非破壊で評価可能、生体活動に伴う物質移動をリアルタイムで可視化可能な手法を構築することである。
これまでに構築してきたTHz近接場顕微鏡を改良し、共同研究先であるオリンパスの顕微鏡を組み合わせて、より使い勝手の良い顕微鏡システムを構築した。この顕微鏡ではビデオレートで370×740μm^2と広範囲の画像を分解能10μm以下(THz電磁波の波長は数百μmなので、波長/100以上の分解能)で得ることが可能である。また、様々な環境下で測定が可能なように、この顕微鏡専用のインキュベータや、パージボックスも同時に設計、作成した。
この顕微鏡を用いて、本年度(最終年度)行ったことは以下の通りである。
1.電場増強のための大口径リング共振器の評価をおこない、リング共振器内での電場増強効果(3倍)を確認した。リング内にサンプルを設置することで、より高強度THz電磁場による高感度な評価が可能となると予想される。
2.この共振器のデモンストレーションとして、微少量(~10ng)の機能性物質(porous coordination polymers(PCPs))の特性評価を行った。THz近接場顕微鏡で共振器内にPCPのあるものと、共振器内に無いもののTHz応答を空間分解して同時測定することで、長時間でもS/Nの良い測定が可能となる。
この研究期間内に6本のレビューを含む論文、および1本の特許出願を行った。
レビュー論文では本研究課題を含むこれまでの成果をまとめるとともに、最近の成果についても述べている。最近の成果であるメタマテリアル近傍の電場、放射電場の観測についてはこの8月に論文が掲載された。機能分子PCPのにおける分光イメージの結果については論文化する予定である。

報告書

(2件)
  • 2011 実施状況報告書   実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Terahertz spectroscopy of the reactive and radiative near-field zones of split ring resonator2012

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 号: 17 ページ: 19395-19403

    • DOI

      10.1364/oe.20.019395

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time terahertz near-field microscope2011

    • 著者名/発表者名
      F.Blanchard
    • 雑誌名

      Opt.Express

      巻: 19 号: 9 ページ: 8277-8284

    • DOI

      10.1364/oe.19.008277

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving spatial resolution of real-time terahertz near-field microscope2011

    • 著者名/発表者名
      A.Doi
    • 雑誌名

      Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves

      巻: vol.32 号: 8-9 ページ: 1043-1051

    • DOI

      10.1007/s10762-011-9812-7

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective mass anisotropy of hot electrons in nonparabolic conduction bands of n-doped InGaAs films using ultrafast terahertz pump-probe techniques2011

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, D. Golde, F. H. Shu, L. Razzari, G. Sharma, R. Morandotti, T. Ozaki, M. Reid, M. Kira, S. Koch, and F. A. Hegmann
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 107 号: 10 ページ: 107401-107401

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.107401

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-cycle terahertz pulses with amplitudes exceeding 1 MV/cm generated by optical rectification in LiNbO32011

    • 著者名/発表者名
      H. Hirori, A. Doi, F. Blanchard, and K. Tanaka
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 98 号: 9 ページ: 91106-91106

    • DOI

      10.1063/1.3560062

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of intense THz radiation via optical methods2011

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, G. Sharma, L. Razzari, X Ropagnol, H.-C. Bandulet, F. Vidal, R. Morandotti, J.-C. Kieffer, T. Ozaki, H. F. Tiedje, H. K. Haugen, M. Reid, and F. A. Hegmann
    • 雑誌名

      IEEE Journal

      巻: 17 号: 1 ページ: 5-16

    • DOI

      10.1109/jstqe.2010.2047715

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Near-field terahertz imaging of a discontinuity in split ring resonator array2012

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • 学会等名
      XVIIIth International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2012)
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2012-07-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Near-field terahertz imaging of a defect in split ring resonator2012

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • 学会等名
      EXCON 2012
    • 発表場所
      Groningen, Netherlands
    • 年月日
      2012-07-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Carrier Transport in Graphene under High Electric Field2012

    • 著者名/発表者名
      S. Tani. F. Blanchard, H. Hirori, K. Shinokita, G. Asai, M. Shirai, K. Tanaka
    • 学会等名
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST2012)
    • 発表場所
      Prague, Czrch Rep.
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz Microscopy of Stratum Corneum by using SASPase-Deficient Dry Skin Model Mice2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, T. Matsui, F. Blanchard, A. Doi, A. Kubo, M. Amagai, K. Tanaka
    • 学会等名
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST2012)
    • 発表場所
      Prague, Czrch Rep.
    • 年月日
      2012-06-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Near-field terahertz imaging of a defect in split ring resonator2012

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, K. Ooi, T. Tanaka, A. Doi, K. Tanaka
    • 学会等名
      3rd EOS Topical Meeting on Terahertz Science & Technology (TST 2012)
    • 発表場所
      Prague, Czrch Rep.
    • 年月日
      2012-06-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Near-field THz imaging of a split ring resonator matrix2011

    • 著者名/発表者名
      F. Blanchard, A. Doi, T. Tanaka; H. Hirori, J. Darmo, K. Tanaka
    • 学会等名
      IRMMW-THz2011
    • 発表場所
      Houston, USA.
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-time THz Near-Field Microscope2011

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, F. Blanchard, A. Doi, K. Tanaka
    • 学会等名
      THz Science and Technology-Castle Meeting-
    • 発表場所
      Marburg, Germany
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of real-time near-field THz microscope2011

    • 著者名/発表者名
      A. Doi, F. Blanchard, T. Tanaka, and K. Tanaka
    • 学会等名
      CLEO Europe 2011
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Large Induced Transparency In Near-Infrared Region By THz Pulse Excitation On Graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Tani, F. Blanchard, and K. Tanaka
    • 学会等名
      Infrared, Millimetre Waves and TeraHertz Conference (IRMMW)
    • 発表場所
      Houston, USA.
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考] (注記)発明者の氏名について:「フランソワ ブランシャール」は研究代表者「ブランチャード フランソワ」のフランス語読みをもとにした表記であり、両者は同一人物である。

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [産業財産権] イメージング装置2011

    • 発明者名
      土井厚志、フランソワ ブランシャール
    • 権利者名
      オリンパス株式会社、国立大学法人京都大学
    • 出願年月日
      2011
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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