2018 年度研究成果報告書

フォトニッククロマトグラフィーの原理と技術創出

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	16K04972
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	光工学・光量子科学
研究機関	電気通信大学
研究代表者	庄司暁電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20437370)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	光放射圧 / 光クロマトグラフィ / 光導波路 / サイズ効果
研究成果の概要	導波路を伝搬するレーザー光によって内部のナノ粒子に光圧を加える機構を原理とする、ナノ粒子ソーティングデバイスを開発した。ガラス製のチューブ状マイクロチューブ内にナノ粒子分散液を導入した状態でレーザー光を入射し、マイクロチューブ内を導波させた。流路内のナノ粒子はレーザー光を散乱して放射圧を受け、時間とともにチューブ内を移動した。流路のサイズや形状を最適化することによって、ブラウン運動や乱流の影響を最低限に抑え、効果的に光圧によってナノ粒子を運搬した。
自由記述の分野	光工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本手法の鍵となるマイクロガラスチューブは、通常の光導波路としては一般的な形状ではないものの、例えば人工授精やパッチクランプ法などで生体細胞応用に用いるマイクロガラスニードルとサイズや形状がほとんど同じである。ガラスチューブを加熱延伸によって細め、その中に移動層となる溶液を満たし、一方からレーザー光を導入するだけである。導波路を長くとるだけで分離精度が比例して向上する原理は非常に簡便で効果的である。チューブが微細なため、微粒子のブラウン運動や乱流の効果を受けることが無い。サイズの差が非常に僅かなナノスケールの微粒子に対して効果的な分離抽出技術であると期待できる。