高感度磁気力顕微鏡を用いた液中バイオ磁気計測

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近年、ウイルスの検出や駆除を行う医療技術が注目されており、本技術への磁性ナノ粒子の応用を目指した研究が積極的に進められている。本研究では、生体細胞が生存できる液中雰囲気でのナノスケール計測を行うことができる唯一の顕微鏡である原子間力顕微鏡と、磁性薄膜を塗布した探針をプローブとして用いる事により、バイオ物質に吸着した磁性ナノ粒子を液中で計測が可能な、新規な高感度磁気計測法を確立することを目的とし、検討を行った。本研究の主要な結果は以下の通りである。(1) 大気および真空雰囲気用の磁気力顕微鏡を液中雰囲気で用いるために、探針フォルダの上部にカバーグラスを取り付け、このカバーグラスと試料台間を溶媒である蒸留水で満たすことで液中測定を行うことができるよう、改造を行った。さらにこの状態で試料に高密度磁気記録媒体を用い、液中雰囲気での測定条件の最適化を行った結果、液中雰囲気で50kfci(500nm周期の磁化パターン)の記録ビット観察に成功した。(2) 液中磁気計測への展開を見越し、軟磁性膜であるNi-Fe膜、Ni膜を成膜した探針を作製して真空中で測定を行った。その結果、真空雰囲気中で高密度磁気記録媒体の50kfciの記録ビット観察に成功し、本磁性探針の機能性を確認した。(3) (1)、(2)の結果を元に、軟磁性探針を用いた液中磁気計測の測定条件について検討を行った。以上の研究結果は、最終目的である高感度磁気力顕微鏡を用いた液中バイオ磁気計測法の開発につながる結果であり、さらに昨年度新に見出した探針の過渡現象を利用した高感度磁場イメージング法を液中に応用する事でバイオ磁気研究に関する基礎的知見を与えられるものであると考えられる。今後の展望として、軟磁性膜の磁気特性の最適化および液中での軟磁性探針による測定条件の最適化ができれば更なる時間分解能の向上が期待できる。