紫外透光性ポリマーへのレーザーによるバイオフォトニックマイクロチップの作成

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近年、バイオ細胞の培養および分析、診断、観察を1枚のマイクロチップ上で行う試みが盛んになっている。本研究の目的は、このような高機能・高性能バイオ化学分析用マイクロチップを実現するためのレーザー加工技術を開発・確立することにある。紫外域に透明なアモルファスフッ素樹脂であるCYTOPは、屈折率が水ときわめて近く、バイオ細胞を三次元観察するためのマイクロチップ基板として期待されている。昨年度は、波長157nmのF_2レーザーを用いて表面改質を行い親水化することにより、HeLa細胞を空間選択的にCYTOP表面に培養する技術を開発した。HeLa細胞は比較的低い親水度でも培養可能であったが、神経細胞やES細胞を培養するには、昨年度改質を行なって得られた親水度ではまだ十分ではなかった。そこで今年度はさらに多様なバイオ細胞を選択培養するために、さらなる親水度の向上を試みた。まずF_2レーザーの照射強度やパルス数を変化させて照射し、改質条件の最適化を計った。さらにホウ酸溶液に浸析する後処理技術を開発し、親水度のさらなる向上および経時劣化を防ぐことに成功した。一方、他のマイクロチップ基板材料として、大きい屈折率と中赤外域まで高い透過性を有するTeO_2に着目し、フェムト秒レーザーによる加工を試みた。まず各種照射条件における加工特性の詳細を調べ、加工メカニズムの検討を行った。その結果、フェムト秒レーザーが、マイクロチップ作製のためのTeO_2の高品質加工に利用できることを明らかにした。