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

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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。