フェムト秒レーザー極微加工法を導入した細胞センサ型局所環境モニタシステムの開発

采用飞秒激光微加工方法开发细胞传感器型局部环境监测系统

• 批准号: 15656069
• 负责人: 荒木 勉
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656069/
• 关键词: 細胞センサー; 微細加工; フェムト秒パルスレーザー; 環境モニタ; キャピラリー電気泳動

細胞をセンサーチップとし、キャピラリー電気泳動と結合する。その際、細胞に高電界がかからぬよう要所に電位バイパスの仕組みを作り、さらに内壁には細胞接着素地を作る必要があるなど、高度かつ精緻なガラスマイクロ加工技術を要する。このような高精緻加工にフェムト秒レーザーによる非熱瞬時極微剥離を利用する。今年度はフェムト秒レーザーによるガラスキャピラリーチューブ加工を行い、電気泳動の可能性を評価した。細胞に直接高電圧がかからぬようキャピラリーに電流バイパスのための微細孔をあける。その孔から泳動溶液が流出しないよう、十分に径を小さくする必要がある。具体的にはセンサー細胞より小さいあるいは同等の径とし、直径10μmの孔をあける。そのための専用の顕微レーザー加工用光学系を構築した。そこではじめに平面ガラス板にレーザーを照射し、穿孔径とレーザー強度の関係を求めて、最適レーザー強度を設定した。特に加工によって生ずるガラス屑を効率良く流し去るためアシスト液として蒸留水を使用し、蒸留水中で加工を行った。このような条件でガラスチューブ壁面にフェムト秒レーザーを照射して、所期の微細孔をあけることに成功した。次に、実際に電気泳動用の溶液を満たして9KVの電圧をかけ、溶液が泳動するか確かめた。泳動を可視化するためにローダミンを混入し、蛍光顕微鏡で蛍光バンドを観測することによりによって流れをモニタした。その結果キャピラリー内における泳動動作を確認した。フェムト秒レーザーは上記の加工以外に生体SHGやグルコースモニタリング用光源としての応用があり、ここで得られた成果を論文として報告した。この技術は細胞センサーからの信号取得に利用する計画である。加工に関しては研究を完了したばかりであるため、これから論文報告にまとめる。

Cell phone number: 0086 - 0086 - 0086 - 0086 In addition, the high voltage field of the cell is required for the formation of the cell, and the inner wall of the cell is required for the formation of the cell. The high voltage field is required for the processing technology. The high precision machining process is a non-thermal transient process. This year, the possibility of electromigration was evaluated. Cell direct high voltage, high voltage It is necessary for the swimming solution to flow out of the hole. The specific diameter of the cell is 10μm. Construction of optical system for micromachining The relationship between illumination, aperture and intensity of light is determined. The optimum intensity is set. Special processing of raw materials, waste water and distilled water The conditions for this are: the wall surface is illuminated, and the desired micro-hole is illuminated. In addition, the actual electro-kinetic solution temperature is higher than 9kV, and the solution temperature is higher than 9 kV. The movement of the light beam is reflected in the light beam. The result is confirmation of swimming. In addition to the processing of organic matter, the use of light sources and the use of light sources are reported. This technology is used in signal acquisition projects. Processing is finished.

项目成果

Multiple-Scattering-Free Optical Glucose Monitoring Based on Femtosecond Pulse Interferometry

• DOI: 10.1109/cleopr.2003.1277017
• 发表时间: 2003-12
• 期刊: Optical Review
• 影响因子: 1.2
• 作者: Y. Hori;T. Yasui;T. Araki

フェムト秒パルスレーザー光を用いた生体コラーゲン線維配向の3次元分布計測

利用飞秒脉冲激光测量生物胶原纤维取向的三维分布

• 发表时间: 2004
• 期刊: 生体医用工学 42巻,特別号-2
• 作者: Nagayama J.;荒木勉
• 通讯作者: 荒木勉

T.Yasui: "Determination of collagen fiber orientation in human tissue by polarization measurement of molecular second-harmonic-generation light"Applied Optics. (印刷中). (2004)

T. Yasui：“通过分子二次谐波产生光的偏振测量测定人体组织中的胶原纤维取向”应用光学（2004 年出版）。

フェムト秒パルス光を用いた多重散乱光 除去型グルコース濃度測定法の開発

开发利用飞秒脉冲光消除多重散射光的葡萄糖浓度测定方法

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本エム・イー学会 生体医工学シンポジウム (CD-ROM)
• 作者: J.Nagayama;H.Tsuji;T.Iida;R.Nakagawa;T.Matsueda;H.Hirakawa;J.Fukushige;T.Watanabe;池昌子;堀 泰明 他
• 通讯作者: 堀 泰明 他

Determination of collagen fiber orientation in human tissue by polarization measurement of molecular second-harmonic-generation light

通过分子二次谐波光偏振测量测定人体组织中胶原纤维的取向

• 发表时间: 2004
• 期刊: Applied Optics Vol.43(14)
• 作者: Takashi Yasui;et al.
• 通讯作者: et al.