2012年研究カタログ
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■ 研究担当:福田隆史/江本顕雄/野口尚美/藤巻真/島隆之 ■ 電子光技術研究部門 メゾ構造制御グループ■ 連携担当:小森和弘 (イノベーションコーディネータ) 局在プラズモンを利用した高感度バイオセンサーの開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●高効率に局在プラズモンを発生できる独自のサブ波長構造を発見 ●局在プラズモンを活用し、検出装置の超小型化と高感度検出を達成 ●臨床でのポイントオブケア検査や在宅診断の大幅性能向上を目指す インフルエンザなどの感染症の迅速検査キットとして普及しているイムノクロマト法と同程度の簡便性を担保しつつ、酵素免疫アッセイ法(ELISA法)に匹敵する高感度をラベルフリー検出にて実現すべく、局在プラズモンを利用した高感度バイオセンサーの開発を行っています。検出装置の小型化にも注力し、ベッドサイドや救急現場を含む臨床での迅速検査(POCT)や在宅健康管理への展開を目指しています。また、当該チップは、化学物質/生体物質の識別・同定のツールとして注目されている表面増強ラマン散乱の基板にも応用できます。・ 光可塑化特性を有する高分子のユニークな自己組織化現象を活かし、高効率に局在プラズモンを発生するユニークなサブ波長構造(フジツボ構造:図1)を安価・簡便に形成できることを見出し、さらに現象のメカニズムを解明しました。・ 種々のマーカー(例えば、フィブリノーゲン、C反応性タンパク、レプチン、インフルエンザウィルスなど)についてセンシングを行い(図2)、10pg/mL~1ng/mL と極めて希薄な濃度まで検出が可能なことを確認しました。・ 今後はチップの量産に向けたプロセス技術の確立に取り組む予定です。● サブ波長構造形成技術(ナノインプリント、微粒子配列の利用ほか)● 時間領域差分法(FDTD法)による電磁界シミュ レーション● 特許出願: PCT/JP2010/072055 (2010/08/12)「構造体、局在型表面プラズモン共鳴センサ用チップ、及び局在型表面プラズモン共鳴センサ、並びにこれらの製造方法」謝辞: 本研究の一部は、科研費「23350118」の助成を受けたものです。図1 フジツボ構造のトポ像と増幅電場のシミュレーション結果図2 小型検出装置のレイアウトとバイオセンシング時のスペクトル変化● 研究拠点つくば中央204情報通信・エレクトロニクス分野第2会場I-39I-39

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