【技術】高分子を捕まえる新タイプの光ピンセットの開発にはじめて成功/北大
1 ：一般人φ ★：
北海道大学大学院の坪井泰之准教授らの研究グループは、金属中の自由電子の振る舞いを利用した新しいタイプの
「光ピンセット」を開発し、従来の光ピンセットではできなかった細胞よりも小さな高分子粒子を自在に捕捉し、
配置することに成功した。国際光工学会(The International Society for Optical Engineering；SPIE)のサイト誌
「SPIE Newsroom」に発表した。
光ピンセットは、高強度のレーザービームを集光させると、小さな粒子が焦点に引き寄せられる性質を利用した
技術で、マイクロ加工や生物学の研究で使われている。しかし細胞よりも小さなタンパク質やDNA(デオキシ
リボ核酸)などの高分子を操作することはできず、物体が小さくなればなるほど、それを引き寄せて捕捉する
光の力も弱くなる欠点があった。
研究グループは、金属にある波長の光を当てると金属中の自由電子が集団で“さざ波”のように動き出す現象「
プラズモン励起」に着目した。この現象によって照射した光の強さが1万倍以上に増強され、物体を捕捉する力
も1万倍強くなると考えられた。
そこで、ガラス基板の上に金粒子の四面体ピラミッドを築き、プラズモン励起を起こす近赤外光を照射することで、
水溶液中の高分子試料を効率よくピラミッド底角近くで捉える実験に取り組んだ。その結果、細胞やウイルスよりも
はるかに小さなナノメートル(10億分の1メートル)サイズの高分子粒子を捕捉し、六角形やリング状など自在に
配列させることに成功したという。
開発した「プラズモン光ピンセット」によって、異なる分子系同士を空間的に接触させた化学合成やDNA
ハイブリダイゼーションなどが可能となり、今までできなかった新しい診断ツールであるDNA チップやタンパク質
チップの実現によって在宅診断や各種臨床検査の業務も大きく変わるかもしれないという。
▽画像
プラズモン光ピンセットの模式図
(提供：北海道大学)
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img_w300.jpg
(a) 直径500 ナノメートルの高分子粒子を捕捉し、2次元的に六角形に整列させた。
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img2_w320.jpg
(b) タンパク質モデル高分子のゲルナノ粒子を捕捉し、描いたリングパターン。
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img3_w306.jpg
(提供：北海道大学)
▽記事引用元 サイエンスポータル(2013年4月10日)
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/1304101.html
▽北海道大学プレスリリース
http://www.hokudai.ac.jp/news/20130409_pr_sci.pdf
▽SPIE Newsroom
「Plasmonic optical tweezers can form characteristic micropatterns」
http://spie.org/x92338.xml
「光ピンセット」を開発し、従来の光ピンセットではできなかった細胞よりも小さな高分子粒子を自在に捕捉し、
配置することに成功した。国際光工学会(The International Society for Optical Engineering；SPIE)のサイト誌
「SPIE Newsroom」に発表した。
光ピンセットは、高強度のレーザービームを集光させると、小さな粒子が焦点に引き寄せられる性質を利用した
技術で、マイクロ加工や生物学の研究で使われている。しかし細胞よりも小さなタンパク質やDNA(デオキシ
リボ核酸)などの高分子を操作することはできず、物体が小さくなればなるほど、それを引き寄せて捕捉する
光の力も弱くなる欠点があった。
研究グループは、金属にある波長の光を当てると金属中の自由電子が集団で“さざ波”のように動き出す現象「
プラズモン励起」に着目した。この現象によって照射した光の強さが1万倍以上に増強され、物体を捕捉する力
も1万倍強くなると考えられた。
そこで、ガラス基板の上に金粒子の四面体ピラミッドを築き、プラズモン励起を起こす近赤外光を照射することで、
水溶液中の高分子試料を効率よくピラミッド底角近くで捉える実験に取り組んだ。その結果、細胞やウイルスよりも
はるかに小さなナノメートル(10億分の1メートル)サイズの高分子粒子を捕捉し、六角形やリング状など自在に
配列させることに成功したという。
開発した「プラズモン光ピンセット」によって、異なる分子系同士を空間的に接触させた化学合成やDNA
ハイブリダイゼーションなどが可能となり、今までできなかった新しい診断ツールであるDNA チップやタンパク質
チップの実現によって在宅診断や各種臨床検査の業務も大きく変わるかもしれないという。
▽画像
プラズモン光ピンセットの模式図
(提供：北海道大学)
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img_w300.jpg
(a) 直径500 ナノメートルの高分子粒子を捕捉し、2次元的に六角形に整列させた。
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img2_w320.jpg
(b) タンパク質モデル高分子のゲルナノ粒子を捕捉し、描いたリングパターン。
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/images/130410_img3_w306.jpg
(提供：北海道大学)
▽記事引用元 サイエンスポータル(2013年4月10日)
http://scienceportal.jp/news/daily/1304/1304101.html
▽北海道大学プレスリリース
http://www.hokudai.ac.jp/news/20130409_pr_sci.pdf
▽SPIE Newsroom
「Plasmonic optical tweezers can form characteristic micropatterns」
http://spie.org/x92338.xml
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きたか…！！
( ﾟдﾟ ) ｶﾞﾀｯ
.r ヾ
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このサイズでの操作技術が世界初なら後々ノーベル賞級に発展する可能性もあると思うけど、
実際のとこどうなん？
実際のとこどうなん？
5 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 01:07:51.56 ID:w+T+OI0b
ついに米粒にお経書くレベルを超えたか
よくわからないけど凄い
7 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 01:43:09.28 ID:QS6xF7Ow
錬金術のレベルが１０あがった！て感じなんかな
こういう技術的ブレイクスルーって、意義わかんなくてもワクワクすんね
こういう技術的ブレイクスルーって、意義わかんなくてもワクワクすんね
8 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 02:03:55.01 ID:djzWJpSS
水の中じゃなきゃいかんのか？
9 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 02:06:53.33 ID:q/2Qq13q
ぼくプラズモン
10 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 02:48:35.19 ID:wjczbGGW
ナノ
11 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 03:34:14.18 ID:3gvS1eA7
ここまで最先端になってるのにウィルスを破壊するナノシステムを作れないのが不思議
もう、なんちゅうかスゲー
これぞ真の錬金術って感じ
これぞ真の錬金術って感じ
そのうち低分子にも適用できるようになるのかな
「勃起かと思った」禁止
15 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 08:14:25.11 ID:WrswMale
プラズモン励起
なんか可愛い
なんか可愛い
3次元プリンタに応用したくなる技術だな
17 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 10:21:44.10 ID:tI+GW/5m
なんかすごそうだな。
18 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 10:57:00.24 ID:XnFBQZhj
よし、では頑張ってトラクタービームと転送光線の開発にも勤しんでくれたまえ
トラクタービームの原理ってこんな感じなのか？
宇宙船大のものを引き寄せるレベルのエネルギー収束させると燃え尽きる気がするが
宇宙船大のものを引き寄せるレベルのエネルギー収束させると燃え尽きる気がするが
20 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 11:40:15.20 ID:TZNfGy0G
あのみょみょみょみょみょみょみょみょみょみょみょみょ
っていう効果音は「さざ波」のようなプラズモン励起の音だったんだ！
っていう効果音は「さざ波」のようなプラズモン励起の音だったんだ！
この光ピンセットでょぅじょのクリをつまむと
良く判らんが、とにかくスゴそうだな
あれ？原子で文字とか書いてなかったっけ？
あれはどうやって動かしてんだ？
あれはどうやって動かしてんだ？
24 ：名無しのひみつ：2013/04/11(木) 22:22:54.32 ID:QbLm4gVG
>>19
というか、対象の高分子もかなり加熱されるから、加熱を抑制するために波長を長くしないといけないんじゃね？
というか、対象の高分子もかなり加熱されるから、加熱を抑制するために波長を長くしないといけないんじゃね？
光ピンセットの原理がどうしても理解できません
もう何がなんだか
>>23
STM探針の先っちょで原子転がして並べてるやつじゃない？
STM探針の先っちょで原子転がして並べてるやつじゃない？
画像これだ
http://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/u/ut-tlounge/20070803/20070803102844.jpg
>>27
んじゃ結局これとどう違うの？
いや仕組みは全然違うんだろうけどさ
原子はできたけど分子単位ではできなかったって話？
http://cdn-ak.f.st-hatena.com/images/fotolife/u/ut-tlounge/20070803/20070803102844.jpg
>>27
んじゃ結局これとどう違うの？
いや仕組みは全然違うんだろうけどさ
原子はできたけど分子単位ではできなかったって話？
>>28
原子のは細い針の先にちょっと糊つけて米粒を針の先に引っ付けつつ並び替えてるようなもの
それに対してこれは味噌汁の中の豆腐をちゃんと固定するためのもの
味噌汁の中の豆腐を操るのに針であれこれするのは色々と無理
だからピンセット使って豆腐を壊さないように色々やってた
今までは大きく切られた豆腐だったけどこの研究で細かく切られた豆腐もピンセットで固定できるようになった
原子のは細い針の先にちょっと糊つけて米粒を針の先に引っ付けつつ並び替えてるようなもの
それに対してこれは味噌汁の中の豆腐をちゃんと固定するためのもの
味噌汁の中の豆腐を操るのに針であれこれするのは色々と無理
だからピンセット使って豆腐を壊さないように色々やってた
今までは大きく切られた豆腐だったけどこの研究で細かく切られた豆腐もピンセットで固定できるようになった
30 ：名無しのひみつ：2013/04/13(土) 08:43:03.80 ID:cbitt5zp
これはバカだな
ナノサイズの針に静電場かけたら即ピンセット
電磁場不要
ナノサイズの針に静電場かけたら即ピンセット
電磁場不要
31 ：名無しのひみつ：2013/04/13(土) 20:03:23.53 ID:XoGokfto
>>29
光の強度上げてるから、熱で壊れない？
光の強度上げてるから、熱で壊れない？
これを強化させて短距離で加速、陽子を衝突させたら加速器いらねえんじゃね?
なんだろうこの自己満足感