研究課題
本研究は、MEMS微細加工技術により微小寸法のマイクロ波伝送導波線路の開発が可能であることに着目して、細胞内物質の導電率および誘電率を計測する独自の発想に基づき、液体中でもマイクロ波の伝送、検出が可能である生体計測用マイクロ波AFMプローブを開発し、探針近傍の細胞における近接場マイクロ波の振幅および位相の変化を検出することにより、細胞活性の非侵襲計測を可能にする独創的なマイクロ波生体顕微計測技術を開発する。本年度は以下の実績を得た。(I) 生体マイクロ波AFMプローブの開発(I-1) マイクロ波AFMプローブの設計マイクロ波の伝送特性と、AFMプローブの形状、寸法、培養液の誘電率など各要素を考慮し、電磁波の伝送解析理論に基づき、75GHz〜110GHz帯域のマイクロ波を効率よく伝送できる導波線路を設計した。さらに導波線路の材質、形状、寸法、使用周波数などに基づき、マイクロ波の伝送・検出が可能になる細胞計測マイクロ波AFMプローブの最適な構造を決定した。(I-2) ガリウム砒素AFMカンチレバーの作製マイクロ波導波路の基板として導波損失の少ない半絶縁ガリウム砒素を用い、マイクロ波導波プローブの基本になるAFMカンチレバーの開発に成功した。(I-3) マイクロ波AFMプローブの開発スパッタリングによりガリウム砒素カンチレバーの上下表面に金属膜を蒸着させ、マイクロストリップライン構造の導波路を形成した。さらに集束イオンビーム加工技術を用いて、カンチレバー探針部にスリトを導入させ、マイクロ波の伝送が可能になるマイクロ波AFMプローブの開発に成功した。(II) 骨髄幹細胞の増殖培養凍結状態の骨髄幹細胞を解凍し、37℃、5%CO_2の環境中で10%ウシ胎児血清液を含むDMEM培地中に培養し、各段階での培養、洗浄、分離を経て、活性度の高い骨髄幹細胞の増殖培養を実現した。
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Proc. Symposium on Design, Test, Integration and Packaging of MEMS/MOEMS 2009
ページ: 197-201
Microsystem Technologies 15(印刷中)
Journal of Nanoscience and Nanotechnology 9(印刷中)
Materials Science and Engineering C 28
ページ: 1146-1171
