IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/08

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    火原彰秀 Akihide HIBARA
    教授 Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    マテリアル・計測ハイブリッド研究センター ナノ・マイクロ計測化学研究分野
    Materials-Measurement Hybrid Research Center, Nano/Micro Chemical Measurements
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    ナノ・マイクロ分析デバイス
    気液界面・液液界面
    レーザー分光
    Nano-micro analytical devices
    Gas-liquid interface, liquid-liquid interface
    Laser spectroscopy
研究テーマ
Research Subject
ナノ・マイクロ流体を用いる分析デバイスと微小領域の分光化学
Analytical device utilizing nano-microfluidics, and spectroscopy for nano-microchemistry

研究の背景 Background

生命科学や環境科学で対象となる試料は、化学実験器具のスケールから見ると非常に小さいことが多く、従来の器具では試料を取り扱いにくい状況がありました。このためナノ・マイクロ加工技術を元にした新しい分析デバイスの技術体系が急速に発展しています。ナノ・マイクロ流体を用いる分析では、微小な試料に対して精密な実験環境設定が出来るため、これまで不可能であった単一細胞分析・単一粒子分析などが可能になると期待されています。実験技術の革新に伴い、微小スケールの化学・物理現象、特に界面現象の解明が求められています。

Samples in life and environmental science are often very small compared with ordinary laboratory-scale apparatuses, and sometimes have experimental difficulties. Based on nano-microfabrication technology, new analytical device technology has been advanced very rapidly. Nano-microfluidic analysis has great potential because of its precise experimental condition setting for microscale samples, ultimately for single cell and single particle. For establishment of the field, investigation on chemistry and physics, especially interface science, has been paid intensive attention.

研究の目標 Outcome

ナノ・マイクロサイズの微小空間でおこる化学現象、あるいは微小空間を利用した計測化学を研究しています。微小空間での溶液化学・界面化学の現象解明や新しい手分析法の研究を進めつつ、微小空間化学の学問体系の確立、応用分野への貢献を目指しています。具体的なテーマには、リモートに界面張力を計測する顕微レーザー分光法の研究、分離と濃縮を同時に実現する試料前処理法、シングルステップ免疫分析法の可搬装置開発などがあります。

We have investigated chemical phenomena in nano-micrometer-sized space, and chemical measurements for microscale samples. We have studied microscale solution chemistry and interface chemistry, and measurement methods based on them. We believe these studies will contribute to establishment of nano-micro analytical science, and to biological and environmental applications. Recently, we have studied a laser microscopy for remote surface tension measurement, selective-enrichment method, and single-step immunoassay for mobile analytical device.

研究図Research Figure

Fig.1. Illustration of spontaneous resonance of liquid surface resonance and its measurement. Fig.2. Illustration of selective enrichment of aqueous sample in an aqueous microdroplet by utilizing spontaneous emulsification and nano-droplet formation. Fig.3. Principle of fluorescent-polarization immunoassay measurement based on utilizing liquid crystal device and image sensor.

文献 / Publications

ケミカルエンジニアリング, 61(1), 12 (2016). 分析化学, 65(2), 57 (2016). 海洋化学研究, 27(2),124 (2014).

Analytical Chemistry, 89(15) 8092 (2017). Analytical Chemistry, 87(7), 9647 (2015). Analytical Chemistry, 87(19), 3562 (2015).

研究者HP