高感度バイオセンサーの実用化に向けた簡易操作型光センシング技術の開発

医療分野では微量血液中に含まれるウイルスなどの生体物質，工業分野では溶液法薄膜プロセスにおける出発溶液中の不純物など，液中に存在する特定の固体物質を正確かつ高感度に検出可能なセンシング技術の実現が切望されている。報告者は昨年度までに，蛍光染色した生体物質を誘電泳動によりセンサチップ上に集め，この蛍光をSPRにより増強し検出する手法を提案した。しかし，液中の検出対象物を誘電泳動や電気泳動により電極上に集めようとしても，全てが集まるとは限らないという問題があった。また，液中の物質が誘電泳動により集められる場所は，電界周波数の関数である物質の誘電率や導電率によって変わるため，このことを生体物質の選別に利用できる可能性があった。よって本年度は，電極外の絶縁体上ではWMRを，電極上ではSPRを励起することにより，電極上と電極外の両方で，同時に生体物質からの蛍光信号を観察可能なWMR・SPR同時励起チップを開発し，査読付き英語論文誌に発表した。さらに，バイオセンサの実現には，検出技術だけでなく，微量の流体をセンサ装置へ導入し廃液する，送液技術が必須である。これまで開発してきた近接場センシング技術を装置化することを目標に，2018年8月～2019年1月の半年間，ドイツ・ミュンヘンにあるフランフォーファー研究所の招待研究員として，血液等の生体物質をセンサに導入可能なマイクロポンプの研究開発に従事した。また，電気機器等に幅広く用いられている高分子絶縁材料が劣化すると，動作不良や重大事故が生じうる。高分子材料には酸化防止剤が添加されており，材料の寿命などを事実上決めている。よって，低密度ポリエチレンシート中の，3種の酸化防止剤を精度良く定量することを目標に，FIRスペクトルを取得し，測定された全ての吸収について，多変量解析の一つである部分的最小二乗回帰法を用いて解析を行った。

医療分野では微量血液中に含まれるウイルスなどの生体物質，工業分野では溶液法薄膜プロセスにおける出発溶液中の不純物など，液中に存在する特定の固体物質を正確かつ高感度に検出可能なセンシング技術の実現が切望されている。報告者は昨年度までに，蛍光染色した生体物質を誘電泳動によりセンサチップ上に集め，この蛍光をSPRにより増強し検出する手法を提案した。しかし，液中の検出対象物を誘電泳動や電気泳動により電極上に集めようとしても，全てが集まるとは限らないという問題があった。また，液中の物質が誘電泳動により集められる場所は，電界周波数の関数である物質の誘電率や導電率によって変わるため，このことを生体物質の選別に利用できる可能性があった。よって本年度は，電極外の絶縁体上ではWMRを，電極上ではSPRを励起することにより，電極上と電極外の両方で，同時に生体物質からの蛍光信号を観察可能なWMR・SPR同時励起チップを開発し，査読付き英語論文誌に発表した。さらに，バイオセンサの実現には，検出技術だけでなく，微量の流体をセンサ装置へ導入し廃液する，送液技術が必須である。これまで開発してきた近接場センシング技術を装置化することを目標に，2018年8月～2019年1月の半年間，ドイツ・ミュンヘンにあるフランフォーファー研究所の招待研究員として，血液等の生体物質をセンサに導入可能なマイクロポンプの研究開発に従事した。また，電気機器等に幅広く用いられている高分子絶縁材料が劣化すると，動作不良や重大事故が生じうる。高分子材料には酸化防止剤が添加されており，材料の寿命などを事実上決めている。よって，低密度ポリエチレンシート中の，3種の酸化防止剤を精度良く定量することを目標に，FIRスペクトルを取得し，測定された全ての吸収について，多変量解析の一つである部分的最小二乗回帰法を用いて解析を行った。