先端レーザー加工研究チーム
Advanced Laser Processing Research Team

チームリーダー

杉岡 幸次Koji Sugioka

工学博士

杉岡

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ksugioka [at] riken.jp

光量子工学研究センター
先端レーザー加工研究チーム

〒351-0198 埼玉県和光市広沢2-1

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研究概要

フェムト秒レーザーはピーク強度がきわめて高いため、非線形多光子吸収により透明材料に対しても強い吸収を生じさせることができます。これによりフェムト秒レーザー光を適当なエネルギーでタンパク質分子を含む溶液あるいは薄膜中に集光すると、集光点でのみ多光子吸収を生じさせることができ、タンパク質分子を励起できます。その後励起されたタンパク質分子同士は重合し、固体構造を形成します。さらに集光したレーザー光を走査することにより、純粋なタンパク質からなる3次元マイクロ・ナノ構造体を作製する技術を開発しました。本チームでは、この手法を用いて、複雑な3次元形状のウシ血清アルブミン(Bovine serum albumin: BSA)構造体の作製に成功しました。さらに、1つの基板上に高感度緑色蛍光タンパク質と高感度青色蛍光タンパク質を形成し、2色同時蛍光イメージ(理研ロゴ)の取得を実現しました。作製したタンパク質の3次元構造体は、細胞培養、再生医療、バイオチップ、マイクロマシーン等、幅広い応用が期待できます。

研究分野

工学、材料科学、総合理工

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

  1. 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
  2. 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
  3. 超短パルスレーザーによるナノ材料の創成
  4. レーザー光と物質との相互作用の解明に関する研究
杉岡T研究画像

(左)複雑な3次元形状のウシ血清アルブミン(Bovine serum albumin: BSA)。 (右)高感度青色蛍光タンパク質と高感度緑色蛍光タンパク質のフェムト秒レーザー3次元造形により作製された理研ロゴ。

主要論文

  1. 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. Func. Mater. 28, 1706262 (2018).
  2. He F., Yu J., Tan Y., Chu W., Zhou C., Cheng Y., and Sugioka K.: “Tailoring femtosecond 1.5-μm Bessel beams for manufacturing high-aspect-ratio through-silicon vias”, Sci. Rep. 7, 40785 (2017).
  3. 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 (2015).
  4. Sugioka K. and Cheng Y.: “Femtosecond laser three-dimensional micro- and nanofabrication”, Appl. Phys. Rev. 1, 041303 (2014).
  5. Sugioka K. and Cheng Y.: “Ultrafast lasers - reliable tools for advanced materials processing”, Light: Sci. Appl. 3, e149 (2014).

主要メンバー

杉岡 幸次Koji Sugiokaチームリーダー
小幡 孝太郎Kotaro Obata研究員
ZHANG DongshiDongshi Zhang特別研究員
SERIEN DanielaDaniela Serien基礎科学特別研究員
青柳 克信Yoshinobu Aoyagi客員主管研究員
花田 修賢Yasutaka Hanada客員研究員
中嶋 聖介Seisuke Nakashima客員研究員
SIMA FelixFelix Sima客員研究員