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2015 年度 実績報告書

動く細胞の詳細を覗く事を可能にするフェムト秒レーザーを用いたバイオチップ作製

研究課題

研究課題/領域番号 25706025
研究機関弘前大学

研究代表者

花田 修賢  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20435671)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ秒レーザー / CYTOP / 渦鞭毛藻 / 細胞観察 / バイオチップ
研究実績の概要

本研究課題では、水の屈折率にほぼ等しい低屈折率紫外透過性ポリマーCYTOPを用いたバイオチップを作製することで、固体近傍における鮮明な細胞の動態観察を試みた。

昨年度までは、CYTOP基板のフェムト秒レーザー3次元加工技術開発およびそのメカニズム解明を行い、CYTOP内部への中空流体構造作製に成功した。また、作製したバイオチップを用いて水棲微生物の流体構造壁面における動態観察を行った。その結果、ガラス等の従来バイオチップでは得ることができない固体近傍における鮮明な細胞の動態観察に成功した。
本年度は、産業応用を目的とした従来ナノ秒グリーンレーザーによるCYTOP基板の表面微細加工について検討した。実験では1.レーザーアブレーション、2.エッチング、3.熱処理を行うことで、基板表面に流体構造を作製することに成功した。熱処理の際には、フェムト秒レーザー加工で示した熱処理温度よりも高くかつ処理時間を短く設定することで,
アブレーションによる加工形状を変化させることなく、かつアブレーションおよびエッチングにより発生した流体構造の表面粗さを改善した。高い熱処理条件は、フッ素ポリマーの多くがその主要骨格をフッ素原子が覆うため低い流動性を示すことに起因しており、またナノ秒レーザーアブレーションおよびエッチングでは表面粗さがフェムト秒レーザー加工に比べ、大きくなることに起因する。
また、高速度カメラを用いたCYTOP流体構造壁面における水棲微生物(渦鞭毛藻)のタイムラプス観察も行った。その結果、渦鞭毛藻が固体近傍において一定の距離をとりながら旋回する際には、鞭毛の一部を固体境界面に打ちつけながら旋回することを確認した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Microfabrication of the UV transparent polymer CYTOP using a conventional pulsed green laser2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ogawa, Yasutaka Hanada
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 122 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9688-4

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 細胞や微生物の動態観察を可能にするフェムト秒レーザ3次元加工技術によるμ-TAS作製2015

    • 著者名/発表者名
      花田修賢
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 8 ページ: 722-725

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 汎用グリーンレーザーによるフッ素ポリマーの微細加工技術開発および水棲微生物観察用バイオチップ作製2016

    • 著者名/発表者名
      根本佳祐, 小川達也, 花田修賢
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 汎用グリーンレーザーを用いた紫外透過性フッ素ポリマー微細加工の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      根本佳祐、小川達也、花田修賢
    • 学会等名
      電気学会研究会 光・量子デバイス研究会
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2016-03-11 – 2016-03-11
  • [学会発表] 流路内の鮮明な細胞観察を可能にする3次元バイオチップ作製2016

    • 著者名/発表者名
      花田修賢
    • 学会等名
      第84回レーザー加工学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-01-19 – 2016-01-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface microfabrication of UV transparent fluoric polymer using a conventional green laser2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa and Y. Hanada
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Laser Ablation (COLA2015)
    • 発表場所
      ケアンズ
    • 年月日
      2015-08-31 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface microfabrication of UV transparent fluoric polymer using a conventional green laser2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ogawa, R. Oikawa, Y. Hanada
    • 学会等名
      The 7th International Congress on Laser Advanced Materials (LAMP2015)
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-29
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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