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2023 年度 研究成果報告書

バイオ分析用高分解能テラヘルツ分光イメージングシステム

研究課題

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研究課題/領域番号 20H00247
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

斗内 政吉  大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (40207593)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードテラヘルツ波バイオセンシング / 走査型テラヘルツ点光源 / テラヘルツマイクロ流路 / がん細胞観測
研究成果の概要

THz点光源をメタアトムと結合させ、世界最高感度のTHzマイクロ流路の開発に成功した。また、簡易・高速検査を可能とする反射型チップも開発し、s-DNA・d-DNAなどの差異検出に有効であることを示した。点光源を利用した走査型テラヘルツ点光源(SPoTS)顕微鏡を開発し、固芯レンズを採用するなどし、高分解能化を実現することで、世界で初めて乳管中にある早期乳癌内に存在する壊死細胞のTHzイメージングにも成功した。それらの過程において、メタアトムとTHz点光源との時間領域相互作用から特異な共鳴状態を解明した。さらに、THz-キャピラリー電気泳動オンライン検出法を提案するなど、大きな成果を上げた。

自由記述の分野

テラヘルツ工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

局所場における光テラヘルツ波変換は世界的にも注目を浴び始めている。その中で、メタマテリアルとの相互作用を考慮した局所場変換の科学は未開拓であった。本研究では、メタアトムがTHz波と結合後の時間領域共鳴を明らかにすることで、メタマテリアル結合型THzマイクロ流路チップを開発し、世界最高感度かつ微量センシングを可能とした。また、開発されたSPoTS顕微鏡による非染色早期癌内壊死細胞の観測は癌診断へのブレークスルーをもたらすもので、テラヘルツバイオフォトニクス分野の創成につながることが期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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