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バイオマーカーの網羅的測定を低コストで行うバイオセンサーを開発 広島大
3月 10th
（左図）シリコン結合タンパク質「Si-tag」を介してリング光共振器上に抗体・酵素を固定化。シリコン基板表面の酸化膜に直接結合させることが出来るため、基板表面の化学的修飾が不要で、迅速な固定化が可能。 （右図）検体中の標的分子の有無を光共振器の共振波長のシフトとして検出する。標的分子の結合をリアルタイムで直接検出できるため、従来の免疫測定法のような酵素標識・蛍光標識が不要。
広島大学 予防医療に向けたバイオマーカーの網羅的測定を低コストで行うバイオセンサーを開発.
広島大学 ナノデバイス・バイオ融合科学研究所 分子生命情報科学研究部門の池田丈特任助教はNEDO産業技術研究助成事業の一環として、独自に発見したシリコン結合タンパク質「Si-tag」を接着分子として利用した、生体分子とシリコンデバイスを融合したバイオセンサーの開発に成功した。バイオセンサーとは、生物・生体物質に関連した技術を使ったセンサーの総称。
シリコンリング光共振器上に抗体などの各種タンパク質を固定化することで共振器表面の屈折率変化に基づく物質検出が可能となることに着目し、生体分子の特異的物質認識機構・触媒機能と、微細加工・集積化が容易なシリコンデバイスを組み合わせた。デリケートな生体分子を迅速かつ安定にシリコンデバイス上に固定化できるという。タンパク質固定化にかかる時間は5分未満で、従来の共有結合法と比べて数十分の一の時間でタンパク質とシリコンデバイスの融合が簡単に行える。
これにより、病気の診断に利用されるバイオマーカーを低コストで迅速に測定できる。コストも数十分の一レベルの低コスト化が図れるという。病気の早期発見のための日常的な診断技術として期待されるほか、将来的には、バイオテクノロジーと半導体デバイスを結びつける技術として、ナノテクノロジーや材料分野への応用も期待できるという。
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ダイヤモンド半導体を用いた紫外線LEDの高出力化に成功 どこでも使える殺菌灯実現に
2月 8th
ダイヤモンドLEDの発光の写真。紫外線は見ることはできないが、同時に発光する弱い可視光の発光が見える。
引用元: 産総研：ダイヤモンドLEDで殺菌を確認.
独立行政法人 産業技術総合研究所エネルギー技術研究部門の山崎 聡 主幹研究員および電力エネルギー基盤グループの牧野俊晴研究グループ員らは独立行政法人 物質・材料研究機構と株式会社シンテックの協力の下、ダイヤモンド半導体を用いた紫外線LEDの高出力化に成功し、岩崎電気株式会社 技術研究所と共同で、大腸菌の殺菌を確認したと発表した。紫外線発光するLEDはまだ実用化していないが、水銀を使わない紫外線LEDの開発ができれば、どこでも簡便に使える殺菌灯として応用できるという。
ダイヤモンド半導体は究極の半導体とも呼ばれており、産総研では電子デバイス応用を目指した研究開発を進めている。特に励起子と呼ばれる状態を使った新原理で235 nmの波長をもつ紫外線の光を発するLEDの開発を進めている。今回、ダイヤモンドの品質の向上とデバイス構造を改良することにより、実用化に近づく0.3 mWの発光出力を持つ「ダイヤモンドLED」の開発に成功し、実際に大腸菌を殺菌することを確認した。
LEDは、n層、i層、p層からなる3層構造。チタン電極を裏側は全面に、また、表側は直径0.15 mmの円状に堆積した。発光層であるi層にn層側からは負の電荷をもった電子が流れ込み、p層側からは正の電荷をもった正孔が流れ込み、励起子と呼ばれる電子と正孔のペアーが生成される。ダイヤモンドLEDはこの励起子が消滅するときにi層で発生する光を利用する。一般のLEDは負の電荷をもった電子と正の電荷をもった正孔が直接消滅するときの光を利用するのに対し、ダイヤモンドLEDは励起子を利用した新しい原理のLEDであるという特徴を持っている。 量子効率は0.01％程度。
今後はデバイス構造を改良することにより、発光強度をさらに増強していく。どこでも使える殺菌灯の実用化を目指すという。なおこのデバイスは2010年2月17日から東京ビッグサイトで開催されるnano tech 2010国際ナノテクノロジー総合展・技術会議において展示される。
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