ポリマー／ＴｉＯ２ハイブリッド型フォトニック結晶を用いた高感度バイオセンサー開発

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１．ナノインプリントに類似の手法でポリマー/TiO2ハイブリッド型2D-PhCを作製し、蛍光増強を用いた高感度センサーへの応用を行った。電子線描画装置を用いてレジストパターンを作製し、平成28年度に開発したプッシュコート法・高濃度ゾルゲル法を用いたTiO2製2D-PhC作製法を用い、橙色蛍光pH色素であるchromoionophore viの極大蛍光波長である540 nm付近の可視光を垂直方向に進行方向制御可能なポリマー/TiO2ハイブリッド型2D-PhCスラブを作製し、センサー開発のモデル系としてバルク抽出を用いたカリウムイオンセンサー応用を行った。２．2D-PhCを用いた微小共振器と、細胞膜機能模倣・評価に応用可能である脂質二重膜チャンバーを組み合わせることで、新たな超高感度2D-PhCセンサーデバイスを着想し、開発を行った。電子線描画装置、ドライエッチング装置を用いて六角形型チャンバー構造を有するSi製2D-PhCマザーモールドを作製し、平成28年度に開発したポリビニルアルコール製犠牲モールドを用いた光ナノインプリント法、プッシュコート法・高濃度ゾルゲル法を用いたTiO2製2D-PhC作製法によりナノ周期構造上部のみにTiO2バルク層をもつ直径2ミクロンの六角形型チャンバー構造を有するTiO2製2D-PhCを作製した。チャンバー構造を有する2D-PhCの光学特性評価を行ったところ、490 nmにおいて双極子状の共鳴モードを持つことが電磁界シミュレーションより明らかとなった。また、光学顕微鏡で観察したところ、緑色の双極子状放射を確認した。作製したチャンバーを有するTiO2製2D-PhCを用い、接触法により緑色蛍光色素であるフルオレセインを含有した緩衝溶液をチャンバー内に封止し、蛍光顕微鏡にて観察を行ったところ、チャンバー壁面での蛍光散乱を確認できた。