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2022 年度 研究成果報告書

On-chip chiral biosensor based on superchiral-field-enhanced Raman optical activity

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14785
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関東京大学

研究代表者

Xiao Tinghui  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (50869675)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードsilicon photonics / optical sensor / Raman spectroscopy
研究成果の概要

ラマン光学活性(ROA)は、水溶液中のキラル分子の構造・挙動を調べるのに有効で、X線結晶構造解析や核磁気共鳴分光法よりも試料準備やコスト面で有利である。しかし、ROA信号は、キラルな光と物質の相互作用が弱いため、ラマン散乱よりも3~5桁弱い微弱な信号であることが本質です。このプロジェクトでは、シリコンナノディスクアレイを考案し、そのダークモードを利用することで、これらの制約を克服するオンチップキラルバイオセンサを実証しました。具体的には、化学物質や生物学的なエナンチオマーのペアを用いて、100倍以上のキラルな光-分子相互作用を示し、ROA測定のためのアーチファクトを無視できるようにしました。

自由記述の分野

Optics

研究成果の学術的意義や社会的意義

このプロジェクトにより、X 線結晶構造解析法やNMR 分光法では不可能な、微量のキラル分子の絶対構造解析を、簡便・迅速・安価・安定的に行うことができる。分析化学、構造生物学、物質科学、薬学、量子生命科学などの多様な分野への応用展開が期待される。

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公開日: 2024-01-30  

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