| 研究課題/領域番号 |
25620114
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
金田 隆 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (20243909)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | レーザートラッピング / 単一細胞計測 / 光渦 / 水滴 / 油滴 / 融合 / 化学計測 |
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| 研究実績の概要 |
水溶液中に分散させた油滴をレーザーにより捕捉し融合させる際の、界面活性剤の種類、並びに温度の影響について検討した。有機相として1-ブタノールとデカンの１：１混合溶媒を用い、これに陽イオン性の臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)、陰イオン性のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、及び中性のポリエチレングリコール(PEG)を添加して、マイクロメートルレベルの油滴を作製した。レーザー捕捉によるこれらの油滴の融合を試みたが、いずれの油滴も融合には至らなかった。この原因は油滴の安定性に起因するものであると予想した。そこで、油滴の安定性を低下させるために、温度を上昇させて融合を試みたところ、PEGを用いて作製した油滴の融合に成功した。このことから、油滴を融合させるためには、水-油界面の安定性を低下させることが重要であることがわかった。
一方、油相に分散させた水滴を捕捉するために、Z偏光素子を用いて光渦を発生させ、水滴の捕捉を行った。その結果、ドーナツ型のビームを発生させ、屈折率の大きな媒体中で水滴を捕捉することに成功したが、中心部の径が小さすぎるため、安定した捕捉が困難であった。具体的には、光強度の小さな中心部の径が捕捉する水滴よりも小さいため、外周部分の光と水滴に重なりが生じ、水滴をビームの進行方向に押す力が発生してしまうことがわかった。したがって、今後、ビーム径の最適化が必要であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
油滴の融合に必要な条件を明らかにするとともに、油相に分散した水滴を捕捉するための光渦ビームの発生に成功し、水滴の捕捉にも成功している。
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| 今後の研究の推進方策 |
油相内で水滴を安定に捕捉するためのビームの最適化を行うとともに、水滴内に細胞を閉じ込め、その中で化学反応を行うための実験に取り組む。また、実験の処理速度を向上させるために、マイクロチャンネルを作製し、その中での油滴や水滴の光操作について検討する。
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