フォトニック結晶ナノレーザセンサの動作原理の探究と生体分析チップの実現
探索光子晶体纳米激光传感器工作原理并实现生物分析芯片
基本信息
- 批准号:15J08045
- 负责人:
- 金额:$ 1.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2015
- 资助国家:日本
- 起止时间:2015-04-24 至 2018-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究では発振波長のシフトをベースとしたフォトニック結晶ナノレーザによる超高感度タンパク質検出の原理解明を目的としており、本研究では新たな原理として、タンパク質由来の電荷がカギとなっていることを提案し、昨年度はナノレーザの発振波長が表面電荷の変化に応答していることを実験的に確認した。そこで今回はその原理を解明することと、実際に微量のタンパク質の吸着によっても同様に表面電荷の変化が生じているかを検証した。前者に対しては、昨年度と同様にプラズマ暴露によってセンサ表面を帯電させた後、センサを構成する半導体基板のゼータ電位とフラットバンド電位の時間変化を測定した。その結果、ゼータ電位では暴露直後は正に帯電し、時間経過で徐々に中性へと戻り、フラットバンド電位も同様に暴露直後は負にシフトし、時間経過で徐々に元の値に戻った。これら時間変化と昨年度得られた暴露後の発振波長の時間変化は同じ振る舞いを示し、確かに発振波長が表面電荷に応答していることを確認した。この原理としていくつか検討した結果、フラットバンド電位の変化によるショットキー障壁高さの変化と半導体内部でのキャリア効果が最も有力であった。そこでプラズマ暴露後のセンサからの発光スペクトルを測定すると、時間経過でキャリアの蓄積量が変化しており、考察を裏付ける結果が得られた。一方、センサを構成する半導体基板に対して実際のセンシングと同様の低濃度のタンパク質を吸着させると、ゼータ電位をフラットバンド電位が変化した。これは微量のタンパク質の吸着でもセンサにとって有意な変化をもたらし得ることを意味している。以上二つの検証結果を合わせることで、本研究で提案したように、電荷の効果が超高感度タンパク質検出の原理となっていることが示された。
In this study, the vibration wavelength of the oscillator was determined The purpose of this study is to understand the purpose of the ultra-high sensitivity タンパク 検出の principle, and this study is to use the new たな principleとして, タンパク性的 Charge がカギとなっていることをProposalし, last year's はナノレーザの発発発発稺的狠地狠的 に応answer していることを実験的にconfirmationした. The principle of そこでhimkai, the principle of することと, and the trace quality of 実记にのタンパクのsorption is the same as the surface charge of the surface charge. The former に対しては、last year と同様にプラズマ出によってセンサ surface を帯电させた后、セIt is used to measure the potential of the semiconductor substrate and the time change of the potential of the semiconductor substrate.その results, ゼータpotential では exposed straight after はpositive に帯电し, time passes で Xu 々にneutral へと戻り, フThe potential of the ラットバンド potential is the same as the exposure of the direct negative にシフトし, and the time has passed and the で Xu 々に元の値 に戻った.これら Time Changing と Last year's られた exposure after exposure の発樺波 の Time Changing は Same じ Vibration るThe dance is shown and the surface charge of the vibration wavelength is confirmed. The principle of この, the result of としていくつか検question, the result of フラットバンド potential の変化によるショThe barrier height of the barrier is changed, and the effect of the semiconductor internal structure is the most powerful. Measuring time and time after the exposure of そこでプラズマThe accumulated amount of the accumulated amount has been changed, and the results of the inspection have been paid. On the one hand, the semiconductor substrate is composed of a semiconductor substrate with a low concentrationのタンパク性をsorbs させると, ゼータpotential をフラットバンド Potential が剉化した.これは Trace amount of のタンパク性のsorbing でもセンサにとって intentional な変化をもたらしget ることをmeaning している. The results of the above two verifications are the combination of the results, the proposal of this research, the charge The effect is based on the principle of ultra-high sensitivity and high sensitivity.
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evidence of photonic crystal nanolaser sensing surface charge
光子晶体纳米激光传感表面电荷的证据
- DOI:
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:T. Watanabe;Y. Saijo;Y. Nishijima and T. Baba
- 通讯作者:Y. Nishijima and T. Baba
渡部工, 西條義人, 西島義明, 馬場俊彦
渡边匠海、西条义人、西岛义明、马场俊彦
- DOI:
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:渡部工;西條義人;田中淳大;馬場俊彦;フォトニック結晶ナノレーザのイオン感応性と超高感度タンパク質検出
- 通讯作者:フォトニック結晶ナノレーザのイオン感応性と超高感度タンパク質検出
Electrochemical Sensing by Photonic Crystal Nanolaser Sensors
- DOI:
- 发表时间:2016-02
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Takumi Watanabe;Yukihiro Furuta;Daichi Takahashi;Yu Hasegawa;T. Baba
- 通讯作者:Takumi Watanabe;Yukihiro Furuta;Daichi Takahashi;Yu Hasegawa;T. Baba
フォトニック結晶ナノレーザにおける試料吸着による屈折率変化の考察
考虑光子晶体纳米激光器中样品吸附引起的折射率变化
- DOI:
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:渡部工;羽中田祥司;西島喜明;馬場俊彦
- 通讯作者:馬場俊彦
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渡部 工其他文献
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