テラヘルツ波共振器型近接場分光による生物試料分光システムの開発

利用太赫兹波谐振器近场光谱技术开发生物样品光谱系统

• 批准号: 17760038
• 负责人: 小川 雄一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760038/
• 关键词: テラヘルツ波; 生物試料; 分光

本研究では、水溶性の生体試料を分光するために単色かつコヒーレントなテラヘルツ波光源を高抵抗シリコンで作製した導波路を伝播させ、導波路周辺の近接場光で分光する手法の開発を目指した。テラヘルツ波光源にBWO(後進波管)を用い、集光光学系のビームウエスト部で導波管(直径2mm、長さ50mm)にカップルさせ、導波管の出口に検出器を置く構成とした。導波管から外部に空間伝播させた場所での強度分布をナイフエッジ法で測定し、その結果とJ.J.Degnanらの論文を元に、導波管内の伝播モードを確認した結果、エネルギー損失の最も小さいEH11モードであることが分かった。また、導波管周辺全体から均一に近接場が発生していることも確認し、単純な透過率測定では吸収が大きすぎて測定できなかった液体サンプルにおいても十分に相互作用体積を確保できる可能性があることが明らかとなり、本計測手法の特許出願を行った。さらにこの測定法で濃度の異なる糖水溶液中に導波管を配置し、濃度変化に伴う透過率の変化を測定したところ、濃度が高くなるにつれて透過率が高くなる傾向が確認された。これは、糖の増加にしたがい単位体積あたりの水分子の数が減少し、水の吸収が減少したためだと考えられた。(本研究成果は論文投稿準備中)次に、生体高分子(アビジンとビオチン)の相互作用を溶液中でリアルタイム計測する実験を行い、導波管周辺に固定化したビオチンとアビジンが結合する様子をテラヘルツ波の透過率変化として観測する初期実験に成功した。今後さらに基礎実験を行い、生体高分子の相互作用解析や、液体サンプルの分光分析ツールとして活用する予定である。

In this study, the development of spectroscopic techniques for water-soluble biological samples with high-resistance wavelength light sources, waveguide propagation, and near-field light at the periphery of the waveguide was pointed out. The waveguide tube (diameter 2mm, length 50mm) is used as the light source, and the detector at the exit of the waveguide tube is arranged in the light collecting optical system. The intensity distribution of the spatial propagation in the waveguide is determined by the method of "" and the results are confirmed by J. J. Degnan's paper. The minimum loss of the propagation is determined by the method of "" and "". The measurement of the absorption and purity of the near-contact field on the whole circumference of the waveguide ensures the possibility of the interaction between the near-contact field and the liquid. In addition, the measurement method confirms the tendency of waveguide configuration, concentration variation, and transmittance variation in aqueous solutions with different concentrations to increase transmittance. The number of water molecules in a single unit is increasing, and the water absorption is decreasing. The results of this study are in preparation for submission. The first step is to measure the interaction of biological polymers in solution, and the first step is to successfully immobilize the waveguide periphery and combine the components to transform the transmittance of the waveguide wave. In the future, basic research, interaction analysis of biological polymers, and spectroscopic analysis of liquid crystals will be carried out.

项目成果

テラヘルツ波の農学応用

太赫兹波的农业应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: 「テラヘルツ波のシステム応用可能性」およびテラヘルツ関連一般要旨集(第6回テラヘルツ応用システム研究会)
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一
• 通讯作者: 小川 雄一

シリコンロッド内を伝播するテラヘルツ光による画像再構成

使用在硅棒内传播的太赫兹光进行图像重建

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第67回応用物理学会学術講演会(2006年秋季)講演予稿集 no.3
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎
• 通讯作者: 林 伸一郎

Palmtop Terahertz-wave Parametric Generator

掌上太赫兹波参数发生器

• 发表时间: 2005
• 期刊: International Conference on Quantum Electronics 2005 And the Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 2005 (CD-ROM)
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎
• 通讯作者: 林 伸一郎

Microlaser Pumped Narrow-linewidth Terahertz-Wave Parametric Generation.

微激光泵浦窄线宽太赫兹波参数生成。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Conference Digest of the 2006 Joint 31^<st> International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 14^<th> International Conferece on Terahertz Electronics (IRMMW-THz2006)
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎
• 通讯作者: 林 伸一郎

Terahertz-wave Parametric Generators Pumped by Small Pump Sources

由小型泵浦源泵浦的太赫兹波参量发生器

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Ninth International Symposium on Contemporary Photonics Technology
• 作者: Rui Shogenji;Naoya Tate;Taro Beppu;Yusuke Ogura;Jun Tanida;Y.Ogura et al.;小倉裕介 他;小倉裕介 他;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;林 伸一郎;小川 雄一;林 伸一郎;林 伸一郎;川瀬晃道;林 伸一郎
• 通讯作者: 林 伸一郎