| 研究課題/領域番号 |
17360110
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三澤 弘明 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (30253230)
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| 研究分担者 |
JUODKAZIS Saulius 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (80332823)
上野 貢生 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (00431346)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| キーワード | DNAチップ / 金属ナノ構造体 / 表面増強ラマン散乱 / 微細加工 / バイオセンシング |
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| 研究概要 |
ガラスなどの固体基板上に電子線リソグラフィー/リフトオフ技術により、金属ナノ周期構造をシングルナノメートルの加工分解能で作製する技術を確立した。作製した金ナノ構造のプラズモン共鳴スペクトルが、構造体表面の誘電率変化に対して鋭敏に応答する光学特性を利用して、DNAのハイブリダイゼーションを共鳴スペクトルの波長シフトにより系統的にセンシングすることが可能であることを明らかにした。また、上記の方法だけでなく、金属ナノ構造がプラズモン増強により構造表面に光電場を著しく増大(入射光電場強度の〓10^5倍増強)させる効果を有する特徴を利用して、表面増強ラマン散乱(SERS)分光法を用いた化学/バイオセンサーチップの構築を行った。本研究では、金2光子励起発光計測、表面増強ラマン散乱計測、ならびに金属ナノ構造の光学特性とコンピューターシミュレーションによる金属構造の電場強度プロファイル解析を組み合わせることにより、金属ナノ構造の設計が光電場増強に及ぼす効果を詳細に明らかにし、高い電場増強を示す構造設計の最適化を導き出すことに成功した。また、半導体加工技術により金属ナノ構造を精密に作製することによってはじめて、ピリジンなどのSERS活性分子で、SERS強度がバルクに比べて10^<10>倍増強することを再現性高く観測することが可能であることを明らかにした。さらに、金属ナノ周期構造基板をレーザー干渉露光法により大面積に作製する方法論を示し、本成果により色素分子をラベルしなくてはならない従来型のDNAチップとは全く異なる検出原理に基づいた信頼性が高く、また低コストで迅速な遺伝子診断を可能にするDNAチップデバイスの開発が近い将来アウトプットされるものと期待される。
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