光の放射圧を利用したナノアクチュエーターの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13305018
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 三澤 弘明 徳島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30253230)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ANDRIUS Marcinkevicius サテライト・ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー, 非常勤研究員 ; 松尾 繁樹 徳島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20294720) ; JUODKAZIS Saulius 徳島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80332823) ; VYGANTAS Mizeikis サテライト・ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー, 非常勤研究員
• Keywords: ナノマシン / ナノアクチュエーター / 光マニピュレーション / DNA / 金コロイド / 表面プラズモン共鳴

Research Abstract

本申請研究ではDNA鎖の物理的な性質を明らかにするとともに,DNA鎖を用いたナノアクチュエーターの開発を目指している。今年度は,特に,SPRおよび放射圧を用いてDNA伸縮挙動を測するシステムの開発を行なった。
(1)SPR測定システムの改良とDNA応答の観測
昨年度,He-Neレーザーおよびハロゲンランプを光源として用いるSPR測定システムを開発したが,装置の配置が複雑であり,測定に技量を要した。そこで,サンプルを回転させるための電動ステージを導入し,さらに信号検出側にもレンズを用いることで細かい調整を不要とすることで,操作者の技量に依存せずに簡易な操作でSPRを測定できるように改良した。さらに,スポッターを用いて一枚の基板の多数の箇所にDNAをスポットした場合,それぞれの位置のSPR応答を一度に検出できることが望ましい。これに高感度のデジタルCCDカメラを用いることにより,精度の高い測定が可能となった。
これらの実験系を用いて実際に金コロイド修飾DNA分子を固定化した基板のSPR応答を観測した。いずれの装置でもDNAを固定化していない金薄膜部,一本鎖DNA部,二本鎖DNA部でSPR応答が異なることを確認した。またそれらのふるまいがDNA分子の長さ等によって異なり,DNAの物理的な性質を反映していることが明らかになった。
(2)光の放射圧によるDNA伸縮操作システムの開発
放射圧を定量的に評価するためには,顕微鏡の焦点におけるレーザーパワーを正確に測定する必要がある固浸レンズを用いてこれを簡易かつ正確に行なう手法を開発した。また,放射圧による光マニピュレーション装置でさまざまな分子を捕捉できることを確認した。

Research Products

• [Publications] A.Marcinkevicius et al.: "Application of Bessel Beams for Microfabrication of Dielectrics by Femtosecond Laser"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. L1197-L1199 (2001)
• [Publications] M.Miwa et al.: "Femtosecond Two-Photon Stereo-Lithography"Appl. Phys. A. 73. 561-566 (2001)
• [Publications] S.Juodkazis et al.: "Photo-electrochemical Deposition of Platinum on TiO2 with Resolution of Tens-of nm by Using a Mask Elaborated with Electron-Beam Lithography"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 4246-4251 (2001)
• [Publications] A.Marcinkeviciuse et al.: "Femtosecond Laser-Assisted Three-Dimensional Microfabrication in Silica"Opt. Lett.. 26. 277-279 (2001)
• [Publications] S.Matsuo et al.: "Direct Measurement of Laser Power through a High Numerical Aperture Oil Immersion Objective Lens Using a Solid Immersion Lens"Review of Scientific Instruments. 73・5. 2011-2015 (2002)
• [Publications] T.Takasone et al.: "Flexural Rigidity of a Single Microtubule"Jpn. J. Appl. Phys. 41. 3015-3019 (2002)
• [Publications] K.Sun et al.: "A Heater-Integrated Transparent Microchannel Chip for Continuous-Flow PCR"Sensors & Actuators, B : Chem.. 4229. 1-7 (2002)
• [Publications] J-Y.Ye et al.: "Fabrication and optical characteristics of silicon-based two-dimensional photonic crystals with honeycomb lattice"Optics Communications. 211. 205-2013 (2002)