2017 Fiscal Year Annual Research Report
微小流路デバイスを用いた分析における高分解能・高感度テラヘルツ分光検出法の確立
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17H03252
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
北岸 恵子 大阪大学, レーザー科学研究所, 特任研究員 (20563860)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川山 巌 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10332264)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / マイクロ流路 / 高感度微量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、生体分子で非標識での分離分析が難しい糖類、脂肪酸類について、新規マイクロ流路デバイスを設計、製作し、局所テラヘルツ（THz）場を利用してTHz分光検出することである。従来、THz分光においては、波長がサブミリメートルオーダーであることから空間分解能が同等レベルであり、それに伴い、検出感度を向上することが難しい。本研究では、我々のグループの開発した照射側局所THz場を利用し、マイクロ流路に適したマイクロ～ナノメートルオーダーの空間分解能でのTHz検出を可能にし、従来のTHz検出よりはるかに高感度検出が行えることが期待される。また、THz波源にメタマテリアル構造を採用し、一層の高感度化を図る。マイクロ流路とメタマテリアル構造を最適化することによって、THz域での吸収スペクトルのほかに、THz時間領域分光の特徴である複素誘電率を用いた電気化学検出を試みる。水系の液体のTHz検出を高感度で行うとともに、薄型チップで電気泳動での分離を試みる。使い捨てチップを用いた医療診断分野へのTHz分光の適用の可能性を示すことを目標とする。
本研究開始から現在までの成果としては、サイズ、形状の異なるマイクロ流路について、テラヘルツ（THz）検出に成功し、構造の最適化を行い、使い捨てチップの基本構造は確立した。素材としてはPDMSを用い、最初はTHz波源と流路に数十～数百マイクロメートルの距離を置いていたが、流路を直接THz波源と接することにより、高感度化した。また、流路のサイズについて、検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サイズ、形状の異なるマイクロ流路について、テラヘルツ（THz）検出に成功し、構造の最適化を行い、使い捨てチップの基本構造は確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
THz波源のメタマテリアル構造を作製し、一層の高感度化を試みる。THz振幅強度検出に加えて、メタマテリアル構造の共振周波数を利用した電気化学的な検出を行う。電気泳動については、石英製のキャピラリーでの条件検討を行い、チップに応用する。メタマテリアル構造とチップの構造の最適化は現在実施中である。
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