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2017 年度 実績報告書

超微量溶液分析用高感度テラヘルツμTASチップの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14255
研究機関大阪大学

研究代表者

北岸 恵子  大阪大学, レーザー科学研究所, 特任研究員 (20563860)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードテラヘルツデバイス / 超微量溶液分析
研究実績の概要

テラヘルツ(THz)近接場光を利用し、ピコリットルオーダーでの超微量分析とフェムトモルオーダーの感度を有するチップ開発とそのチップを利用した溶液の計測応用について検討を行った。
前年度までに、具体的には、安価で光リソグラフィーによる表面加工が可能な非有機系のGaAs(110)をTHz波源として用い、表面上に微量溶液伝搬用の微小流路構造を作製し、溶液試料とTHz波源が一体化したTHzマイクロTASチップを開発した。また、より高感度な検出を狙い、鋭いQ値の共振現象を引き起こすメタマテリアル構造との融合について検討を行った。メタマテリアル構造については、複数個のメタマテリアル構造を有するデバイスを作製し、構造のサイズ、数、配置の最適化を行った。
最終年度では、主に2つの点について、発展的な研究を行った。第1には、作成したTHzマイクロTASチップでの高感度溶液測定である。前年度の血液の測定に加えて、種々の生体分子の溶液について、測定を行った。
第2には、さらに使い勝手の良い使い捨て可能なデバイスの作製を目的に、ポリジメチルシロキサン(PDMS)に流路を形成し、THz波源であるGaAs基板に貼り付けたマイクロチップデバイスを作製した。PDMSに流路を形成するのは、GaAsより加工が容易で、流路デザインの自由度が高く、PDMSフィルム部分のみを剥がして使い捨てることが可能である。異なるサイズの流路を作り、流路構造の最適化を実施した。GaAsに流路を作製した場合と比較して、はるかに高精度の測定が行えた(繰り返し性の評価で約9倍)。
第2の技術を今後さらに展開し、GaAs側のメタマテリアル構造との最適化を行えば、さらなる高感度化ができ、専用マイクロチップデバイスを用いたTHz波の臨床検査応用が可能となると考えている。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 高空間分解能、高感度テラヘルツ分光のバイオ分野への応用の試み2017

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 69(2) ページ: 98-100

    • オープンアクセス
  • [学会発表] PDMSマイクロチップ流路一体型テラヘルツチップによる微量溶液の測定2018

    • 著者名/発表者名
      田家稜平、濱田輝、芹田和則、北岸恵子、川井隆之、川山巌、村上博成、斗内政吉
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] キャピラリーやμ-TASを用いたテラヘルツ分光のバイオ応用の試み2017

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則、濱田輝、川井隆之、斗内政吉
    • 学会等名
      日本生物高分子学会2017年度大会
  • [学会発表] 高空間分解能、高感度テラヘルツ分光のバイオ分野への応用の試み2017

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則
    • 学会等名
      先端テラヘルツ研究とその応用展開
    • 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ分光に適した新規マイクロ流路デバイス作製の試み2017

    • 著者名/発表者名
      芹田和則、濱田輝、北岸恵子、川井隆之、斗内政吉
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] マイクロ流路を用いた生体試料分析への近接場テラヘルツ分光検出法の応用の試み2017

    • 著者名/発表者名
      北岸恵子、芹田和則、濱田輝、川井隆之、川山巌、斗内政吉
    • 学会等名
      第37回キャピラリー電気泳動シンポジウム
  • [学会発表] Application of near-field terahertz spectroscopic detection to micro-flow channels with high sensitivity for biological sample analyses2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kitagishi, Kazunori Serita, Kagayaki Hamada, Iwao Kawayama, Masayoshi Tonouchi, Takayuki Kawai
    • 学会等名
      MTSA2017-OptoX- Nano-TeraNano 8
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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