2018 年度研究成果報告書

微量溶液評価用高感度近接場テラヘルツセンサーの開発とその応用

研究課題

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研究課題/領域番号	15K18053
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
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	芹田和則大阪大学, レーザー科学研究所, 特任助教 (00748014)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	テラヘルツ / 非線形光学 / マイクロ流路 / メタマテリアル / バイオセンシング
研究成果の概要	テラヘルツ（THz）電磁波（周波数：0.1-10 THz）を利用した新しいバイオセンシング技術の創製を目指し、微量溶液評価用THzチップの開発を行った。非線形光学結晶へのフェムト秒レーザー照射による光-THz波変換で生成される微小THz波光源と試料を直接相互作用させることで、ピコリットルオーダーの溶液中の溶質濃度変化をフェムトモルオーダーの感度で検出できることを示した。また、より実用的な反射型THz近接場システムを開発し、チップと組み合わせることで生体組織のTHz分光やイメージングを数μmの空間分解能で行えることを示した。
自由記述の分野	テラヘルツ波工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	生活習慣病などの初期診断を患者がほぼ無痛で行える波及効果の高い診断の提供が期待できる。また、タンパク質などの複雑な高次構造や機能性発現メカニズムに関する新規知見取得にもつながる可能性がある。非線形光学結晶も比較的安価でウエハ単位での入手が可能であることから衛生的な使い捨てタイプのチップとして利用可能である。本研究が、これまで困難であったバイオ・医療分野におけるTHzセンシング技術の産業応用発展と生体機能に関する新規知見取得に大いに貢献すると考えている。