界面形態および電荷分布の動的観察可能な高速イオン伝導顕微鏡の開発

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液中環境での材料や生体細胞膜の表面といった固液界面の活性場において，刻々と変化しながら発現する現象を高分解能で動的観察することはそこで生じる様々な機能や現象の解明に極めて有効である．また，界面上の電荷状態はその発現する現象と直接的に関わっていることから，表面形状のみでなく，その電荷分布の観察手法の開発が望まれている．しかしながら，活性な固体界面の形状や電荷分布のナノスケールでの動的顕微手法はほとんど開発されていない．本研究の目的は液中環境において試料表面の形状と電荷分布をナノスケールの分解能で動的観察可能な高速イメージング法を開発することである．走査型イオン伝導顕微鏡(Scanning Ion Conductance Microscopy: SICM)をベースに２流路を有するナノピペットによる新奇電流検出法により実現する．2022年度は高速SICMの装置開発について取り組んだ．装置を構築するために，2流路のナノピペットで容量成分のイオン電流を相殺して，信号である抵抗成分のみを検出するためのイオン電流検出回路の設計製作および動作確認を行い．これまでに構築したSICMに実装して動作確認することで開発したイオン電流検出法の有効性を確認できた．また，高速イメージングを可能にするための走査機構としてスキャナーの広帯域化を行った．またプログラムにより走査シーケンスを改良することで高速走査の安定性を向上させた．これらによりSICMイメージングの測定時間短縮を実現した．