Vol.2 No.2 2009

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シンセシオロジー 研究論文−147−Synthesiology Vol.2 No.2 pp.147-158(Jun. 2009)1 はじめに医療におけるセンサーに求められる重要な役割の1つに、病気の早期発見が挙げられる。近年の目覚ましい医療の進歩から、様々な疾患に起因する物質が特定されてきており、これらの物質の有無を検出することによって、罹患の有無や進行具合を判定できる。疾患は早期発見によって、治癒の可能性が格段に高くなる。疾患を早期に発見するには、これらの物質が低濃度である段階でも、感度良く検出できることが求められる。つまりセンサーにはより高い感度が要求される。センサーに求められる役割としては、この他に、疾患の原因の特定、患者の経過の観察が挙げられる。例えば、風邪や食中毒の場合、その症状を引き起こしたウィルスや菌を短時間で特定することが求められる。ある疾患によって入院した患者に薬を投与した場合、その薬の効果が出ているのかどうかのその場観察も重要である。これらの状況下では、センサーは、その場で迅速に検出を行うことが求められる。このような場合、センサーには検出感度に加えて、持ち運びに適した程度にコンパクトであること、測定環境に依存しない検出が可能であることが望まれる。高性能なセンサーによって病気の早期発見、早期の特定、ストレスの少ない正確な経過観察が可能となれば、患者の早期回復が期待でき、その結果、患者の肉体的負担の軽減、治療期間の短縮及び医療費の削減が実現できる。もちろん、微量物質を検出できる方法は数多く存在するが、医療現場で用いることを考えると、安価である必要があり、また、装置操作に比較的熟練を要さなくともよいものでなければならない。既にいくつかの疾患などに対し藤巻 真*、粟津 浩一特定の物質の存在を高感度で検出するセンサーは、医療や創薬、環境などの分野でその高機能化が切望されている。我々は、診断、診療のための高性能なセンサーを目指し、基本技術として導波モードを用いた高感度分子センサーの開発を行った。本センサー開発において、我々は、ナノ穴形成技術の適用、光学シミュレーションと実験結果のフィードバック、検出板作製工程の見直しを経て、センサーの高感度化、安定化に成功した。本稿では、これらの研究シナリオ及びシナリオ実現に用いた要素技術、各要素技術の構成方法とそれにより達成したセンサー技術の特性に関して述べる。また、ブレイクスルーによって得られた飛躍的な検出性能の向上についても報告する。高感度分子吸着検出センサーの開発− 高度な診断・診療のためのバイオ分子検出技術の開発 −Makoto Fujimaki* and Koichi AwazuDevelopment of high-sensitivity molecular adsorption detection sensors- Biomolecular detection for highly-developed diagnosis, medication, and medical treatments -High sensitivity sensors for detection of molecules are aspired in various fields of application, particularly in medical technology, pharmacy and environmental sciences. In the present research, we have developed a high-performance molecular detection sensor for diagnosis, medication, and medical treatments that utilizes waveguide modes as basic technology. We successfully obtained sensors with high sensitivity and stability by applying nano-perforation technology, optical simulation and experiments, and an originally developed sensing-plate fabrication process. In this report, the scenario of the present research, elemental technologies and their synthesis for achieving the scenario and the properties of the realized sensors are described. In addition, a rapid progress in sensing performance obtained by a breakthrough is reported.キーワード:バイオセンサー、導波モード、導波路、エバネセント場、分子吸着Keywords:Biosensor, waveguide modes, optical waveguide, evanescent field, molecular adsorption産業技術総合研究所 近接場光応用工学研究センター 〒305-8562 つくば市東1-1-1 中央第4Center for Applied Near-Field Optics Research, AIST Tsukuba Central 4, Higashi 1-1-1, Tsukuba, 305-8562, Japan *E-mail : Received original manuscript March 9,2009, Revisions received April 21,2009, Accepted May 11,2009

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