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本研究では、キネシン－微小管の運動系を分子輸送システムとして発展させることを目的とし、微小管運動の方向および速度制御が可能なオンチップ型システムを開発した。デバイス製作には、感光性材料に銅粒子を混ぜ合わせた複合材料を使用し、フォトリソグラフィを用いて微細なパターン構造を製作した。複合材料に含まれる銅粒子は、微小管運動の蛍光観察に用いる励起光によって光熱効果が生じるため、デバイス上では観察と同時に温度上昇を得ることが可能となる。本年度においては、粒径1μｍと粒径3-5μmの銅粒子を用いて複合材料の加工特性および光熱効果の温度上昇量を評価した。また、複合材料の微細なパターン構造によって微小管の運動方向を物理的に制御するとともに、光熱効果によって生じた温度上昇により微小管の移動速度を制御する方法を提案した。
これまでに微小管運動の制御方法は多く提案されてきたが、微小管の移動方向と速度の制御機構をチップ上に集積化させた例は提案されておらず、分子輸送システムとしての有用性は明らかにされていない。本研究で提案した技術は、微小管の移動方向と速度制御技術を一つのチップ上に集積化させたものであり、微小管運動の制御システムとしての発展に資するものであると考えられる。今後、本研究で提案したシステムを用いて分子スケールの迅速な物質輸送が実証できれば、極少量の試料から目的の物質を検出する技術として、様々な分野での応用が期待できる。
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