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2019 年度 実績報告書

機能性フッ素ポリマーのフェムト秒レーザー加工基盤と3次元構築した細胞の顕微観察法

研究課題

研究課題/領域番号 17H02794
研究機関弘前大学

研究代表者

花田 修賢  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (20435671)

研究分担者 山田 勝也  弘前大学, 医学研究科, 准教授 (40241666)
澤田 英夫  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (50259909)
武安 伸幸  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90373323)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードフェムト秒レーザー / 空間光位相変調器 / ナノ加工 / 低屈折率フッ素ポリマー / ナノファイバー / バイオチップ / 細胞培養
研究実績の概要

本年度は、空間光位相変調器を用いて波面制御したフェムト秒レーザーによるCYTOP製ナノファイバー加工の基本特性について調査を行い、細胞培養応用を目的として、堆積したナノファイバーの濡れ性評価を行った。その結果、波面制御したフェムト秒レーザーをCYTOP基板上に集光照射することで堆積するナノファイバーの形状は、大きく分けて2種類あることを明らかになり、実験条件を変化させることで、ナノファイバーが網目状に堆積する場合とナノ粒子が層状(単層)に堆積する場合があることを明らかにした。また、フェムト秒レーザーで作製するナノファイバーは、ナノ粒子が数珠上に繋がることでファイバーを形成することを明らかにし、ナノ粒子の直径は最小で約25nmであることが判明した。

更に、ガラス基板に形成した2種類のナノ表面形状(網目構造およびナノ粒子の単層構造)について濡れ性を評価した結果、ナノファイバーが網目状に堆積したガラス基板については超撥水性を示す結果となった。そこで、ガラス基板に選択的な濡れ性表面を作製するべく、フェムト秒レーザーラインビーム整形を行い、ガラス基板上に堆積したナノファイバー網目構造をレーザーアブレーション除去することで、選択的に親水領域を作製することに成功した。その後、本ガラス基板上に接着細胞の培養を行った結果、選択的細胞培養に成功した。これらの詳細な結果については、学会発表および誌上発表にて成果を報告した。

更に、本研究を行う過程で、CYTOP基板上への光学デバイス(回折格子)作製にも成功しており、CYTOP基板自身の機能性付加についても検討を行った。これらの成果についても、誌上発表にて成果を報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Nanoparticle Deposition of Fluoropolymer CYTOP via Holographic Femtosecond Laser Processing and Its Biochip Application2020

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Ryo、Ishida Kotaro、Morita Eiji、Hanada Yasutaka
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10 ページ: 7243~7254

    • DOI

      10.3390/app10207243

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microfabrication of UV-transparent fluoropolymer using high-repetition femtosecond oscillator2020

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Ryo、Hanada Yasutaka
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 126 ページ: 116-120

    • DOI

      10.1007/s00339-019-3252-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single cell analysis of sinking diatoms studied using a homemade ‘tumbled’ optical microscope system2020

    • 著者名/発表者名
      Shoumura Shingo、Hamano Ryo、Hanada Yasutaka、Mayama Shigeki、Umemura Kazuo
    • 雑誌名

      Journal of Microbiological Methods

      巻: 168 ページ: 105804~105804-6

    • DOI

      10.1016/j.mimet.2019.105804

    • 査読あり
  • [学会発表] ホログラフィックフェムト秒レーザー加工によるフッ素ポリマーCYTOPのナノ粒子生成および細胞培養応用2021

    • 著者名/発表者名
      中平 敬太, 尾崎 諒,花田修賢
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 紫外透過性フッ素樹脂のホログラフィックフェムト秒レーザー加工によるナノ粒子生成およびそのバイオチップ応用2020

    • 著者名/発表者名
      尾崎諒,花田修賢
    • 学会等名
      2020年度精密工学会東北支部学術講演会

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公開日: 2021-12-27  

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