レーザー誘起バブルを用いた特殊加工基盤の構築および脳回路の機能解析

激光诱导气泡特种加工平台构建及脑回路功能分析

• 批准号: 20H02646
• 负责人: 花田 修賢
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02646/
• 关键词: レーザー誘起バブル; レーザー特殊加工; ナノ秒レーザー; PDMS; バイオチップ; ポンプ・プローブ撮影; 金属粒子; 蛍光焼結体; 神経細胞

本年度は、昨年度に引き続き、開発を行ったmicroFLIB（microFabrication using Laser-Induced Bubble）による硬化前の液状PDMSに形成したレーザー誘起バブル同士の連結観察を行った。その際に、ポンプ・プローブ撮影法を用いた実験装置の改良により、計測時間分解能の向上を図った。また、レーザー照射パワーやPDMSの粘度などの実験パラメーターを変化させ、バブル連結観察を行っている。その結果、microFLIBの際のレーザー誘起バブル連結では、実験パラメーターを変化させることにより、バブル連結の挙動や形状が顕著に変化することを確認している。これらの結果は、最終的なPDMS加工形状に反映されることから、将来的には、microFLIBにより高品質加工が可能なレーザー照射条件などの最適パラメーターを検討していく。また、研究分担者が有する高速撮影観察技術を用いたmicroFLIB中に起きる蛍光焼結体のアブレーションにより飛散した蛍光微粒子の挙動解析については、大まかな実験装置のセットアップは完了しており、現状では、生成したレーザー誘起バブル全体への励起光の当て方などについて工夫し、より鮮明な蛍光微粒子の観察を試みている。更に、加工メカニズム解明実験結果から得られたデータをもとに、microFLIBを応用した3次元微細加工技術についても予備実験を行っている。現状では、microFLIBでは高アスペクト比を有するスルーホール作製やPDMS内部にレーザー誘起バブルを維持することが可能であることを確認している。

今年，继去年之后，我们使用开发的 microFLIB（使用激光诱导气泡的微加工）对固化前液体 PDMS 中形成的激光诱导气泡进行了连贯观察。当时，我们尝试通过改进泵浦探针成像的实验设备来提高测量时间分辨率。我们还通过改变激光照射功率和 PDMS 粘度等实验参数来观察气泡连接。结果，我们证实通过改变实验参数，microFLIB 过程中激光诱导气泡连接的行为和形状会发生显着变化。这些结果将反映在最终的 PDMS 加工形状中，因此将来我们将研究激光照射条件等最佳参数，以便使用 microFLIB 实现高质量加工。此外，利用研究合作者拥有的高速摄影和观察技术，对microFLIB过程中荧光烧结体烧蚀所散射的荧光细颗粒的行为进行了分析，实验设备的大致设置已经完成，并在目前，我们正在尝试通过设计将激发光应用于整个激光诱导气泡的方法来更清晰地观察荧光粒子。此外，我们还基于实验获得的数据，对应用microFLIB的三维微加工技术进行初步实验，以阐明加工机理。目前，我们已经证实microFLIB能够在PDMS内形成高深宽比的通孔并维持激光诱导气泡。

项目成果

レーザー誘起気泡を用いた熱硬化性ポリマー内部への3次元流体構造作製

使用激光诱导气泡在热固性聚合物内部创建 3D 流体结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 鳥羽陽一; 髙橋涼平; 山田壮平; 花田修賢
• 通讯作者: 花田修賢

レーザー誘起気泡を用いた熱硬化性樹脂の特殊加工(2)

利用激光诱导气泡对热固性树脂进行特殊加工 (2)

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮原 勇兵; 花田 修賢
• 通讯作者: 花田 修賢

レーザー誘起気泡を用いた熱硬化性ポリマー内部への3次元流体構造作製

使用激光诱导气泡在热固性聚合物内部创建 3D 流体结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 鳥羽陽一; 髙橋涼平; 山田壮平; 花田修賢
• 通讯作者: 花田修賢

3D microfabrication of thermoset polymer PDMS using laser-induced bubble

使用激光诱导气泡对热固性聚合物 PDMS 进行 3D 微加工

• 发表时间: 2020
• 作者: Y. Hanada

レーザー誘起気泡を用いた熱硬化性樹脂の特殊加工(2)

利用激光诱导气泡对热固性树脂进行特殊加工 (2)

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮原 勇兵; 花田 修賢
• 通讯作者: 花田 修賢