研究概要
本チームでは、環境負荷が少なく、高品質・高効率の材料加工を実現する先端的なレーザープロセッシング技術の研究・開発を行っています。特にフェムト秒レーザーを用いることにより、３次元加工、固体表面ナノ構造化、新規ナノ物質創成等を実行する新しいプロセスを開発するとともに、ビーム整形技術によりプロセスの高度化を図っています。さらに開発した技術の応用として、高機能マイクロ・ナノデバイス作製を試みています。一例として我々のチームは、２光子造形プロセスとモールドプロセスを組み合わせることにより、CYTOPを基板とした３次元マイクロ・ナノ流体チップを作製する技術を開発しました。CYTOPはアモルファスフッ素樹脂であり、広い波長範囲において透過性に優れ、屈折率が水と同じ材料です。この特性により、マイクロチャネル内を移動するがん細胞の挙動の超解像ライブイメージングに成功しました。本技術により作製されたCYTOPバイオチップは多様な生物学研究に用いることができ、新たな知見が得られることが期待されます。
研究分野
工学、材料科学、総合理工、学際研究
キーワード
フェムト秒レーザー、レーザー加工、マイクロ・ナノ加工、3次元加工、バイオチップ
研究テーマ
- ３次元マイクロ・ナノレーザー加工技術の開発とマイクロ・ナノデバイス作製への応用
- ビーム整形による高品質・高効率・高解像度加工技術の開発
- 超短パルスレーザーによるナノ材料創成および表面ナノ構造化
- レーザー光と物質との相互作用の解明に関する研究
（左）３次元CYTOPマイクロ流体チップの構造図および光学顕微鏡写真。
（右）CYTOPマイクロ流体チャネル中を移動するがん細胞のマルチカラー３次元超解像イメージング。
主要論文
- Zhang, J., Obata, K., Ozasa, K., Uzawa, T., Ito, Y., Sugioka, K.: “Rapid manufacturing of glass-based digital nucleic acid amplification chips by ultrafast Bessel pulses”, Small Sci. 4, 2300166 (2024).
- Kawabata, S., Bai, S., Obata, K., Miyaji, G., and Sugioka, K.: “Two-dimensional laser-induced periodic surface structures formed on crystalline silicon by GHz burst mode femtosecond laser pulses” , Int. J. Extreme Manuf. 5, 015004 (2023).
- Bai, S., Serien, D., Ma, Y., Obata, K., and Sugioka, K.: “Attomolar sensing based on liquid-interface assisted surface enhanced Raman scattering in microfluidic chip by femtosecond laser processing”, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 42328-42338 (2020).
- Bai, S., Serien, D., Hu, A., and Sugioka, K.: “Three-dimensional microfluidic SERS chips fabricated by all-femtosecond-laser-processing for real-time sensing of toxic substances” , Adv. Funct. Mater. 28, 1706262 (2018).
- Wu, D., Xu, J., Niu, L., Wu, S., Midorikawa, K., and Sugioka, K.: “In-channel integration of designable microoptical devices using flat scaffold-supported femtosecond-laser microfabrication for coupling-free optofluidic cell counting” , Light Sci. Appl. 4, e228 (2014).
業績リスト
主要メンバー
| 名前 | 名前（ローマ字） | 役職 |
|---|---|---|
| 杉岡 幸次 | Koji Sugioka | チームディレクター |
| MOMENIBIDZARD Ashkan | Ashkan MomeniBidzard | 研究員 |
| FANG Kun | Kun Fang | 特別研究員 |
| 永田 良平 | Ryohei Nagata | テクニカルスタッフI |
| RODRIGUES Wilder | Wilder Rodrigues | 客員研究員 |
| 川端 祥太 | Shota Kawabata | 大学院生リサーチ・アソシエイト |
| 松本 颯太 | Sota Matsumoto | 研修生 |
関連リンク
- 理化学研究所ウェブサイト内の紹介ページ
- 先端レーザー加工研究チーム | 理化学研究所
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