2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造物のフォノン輸送を用いた革新的バイオセンサーの創成
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26286035
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
平尾 雅彦 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80112027)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草部 浩一 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10262164)
中村 暢伴 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50452404)
荻 博次 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90252626)
小野 輝男 京都大学, 化学研究所, 教授 (90296749)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノマイクロデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガラス基板上にナノ構造物を作成し、極短パルス光により構造物間あるいは構造物から蛋白質を介する超高周波のフォノン輸送現象を検出し、この現象を利用したバイオセンサーの開発を目指して研究をスタートした。まず光学系を構築した。ナノ構造物の所望の位置にレーザー光を集束させるため、これまでピコ秒超音波法において開発してきた光学系を顕微鏡として改良した。これにより、30nmのナノプレート上にフォノンを励起することができた。つづいて、ナノ構造物を電子線リソグラフィー法により作成した。ガラス基板上に5nmのCrと25nmAuを成膜し、電子線によりパターンを作成してナノプレート構造体を作成した。そして、これに対してフォノン計測を行い、特徴的な振動パターンを得ることに成功した。さらに、ガラス基板上に一つのサイズが数μm角のマイクロドット構造体を作成し、一つ構造体においてレセプタ蛋白質を固定化して、マイクロドットから蛋白質を介して輸送されるフォノ強度の信号を検出することにより、抗原抗体反応を数μm角において観測するとことに成功した。さらに、異なるマイクロドット間で異なる抗原抗体反応を検出することにも成功した。これにより大規模多チャンネル化の基盤技術が確立した。
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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
予定通り、光学系を構築することの成功した。また、基板上に電子線リフォグラフィーによりナノ構造物を作成する際の条件出しを行い、実際に幾つかのパターンを形成することに成功した。そして、構築した光学系により、ナノ構造体におけるフォノン輸送信号を捉えることに成功した。さらには、マイクロドット単位で抗原抗体反応をフォノン輸送を用いてモニタリングすることに成功し、大規模多チャンネル化の基礎を確立した。以上のように、順調に研究が遂行してる。
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| Strategy for Future Research Activity |
構造体のサイズが現象し、レーザー光の集光率を上げて行くと色収差の問題が発生するため、色収差のない対物レンズと光学系の構築が必要となる。また、複数の構造体に対するフォノ計測を行うためには、集光位置をスキャンする必要性が出てくるため、ガルバノ・リレーミラー構造を採用し、さらに光学系をブラッシュアップする。さらに、フォノ輸送の理論解析を行い、計測に適した実験条件を見出す。
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| Causes of Carryover |
一部光学部品が予定価格より安価であった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
薬品に充てる。
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