マイクロマニピュレーション技術高度化のための酸化物ナノ針の開発

开发用于先进显微操作技术的氧化物纳米针

基本信息

批准号：
16710084
负责人：
黒崎健
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、バイオテクノロジーや医療の研究分野において、技術・機器の微細化がかなりのスピードで進行している。例えば、単一細胞をナノレベルで操作する技術や、複雑で微細な構造をもつ臓器や脳へのピンポイント治療技術の構築(あるいは高度化)が、近年大変重要視されている。このような微小領域における操作では、現在は、孔径が約500nmのガラスキャピラリーが用いられているが、より的確な操作のためには、さらに細い細管が要求されている。しかしながら、孔径が500nm以下のガラスキャピラリーの作製は非常に困難であるため、これに代わるまったく新たな材料の出現が望まれている。そこで本研究では、孔径が500nm以下で酸化物からなる「酸化物ナノ針」を開発することを目的として研究をすすめてきた。そして、我々のグループが独自に開発した「酸化物ナノホールアレイ」に関する技術を応用することで、酸化物ナノ針を作製することに成功した。まず、TiO2,ZnO,SnO2,ZrO2などで、酸化物ナノホールアレイを作製し、ナノホールアレイの構造と作製条件の相関を詳しく研究した。ナノ構造が構築されるメカニズムを解明するとともに、孔径や壁面の厚さなどを自由に制御するための手法を確立した。次に、作製したTiO2ナノホールアレイの光触媒特性を評価した。ナノホールアレイに光を照射することで、アセトアルデヒド等の有害物質が分解されることを確認した。この光触媒機能を利用することで、ナノ針として用いた際、針の内外面を滅菌することが可能となる。最後に、酸化物ナノホールアレイをバラバラにすることで、ナノ針の作製を試みた。試行錯誤の結果、孔径200nm、長さ7μmのTiO2ナノ針を作製することに成功した。

近年来，在生物技术和医学研究领域，技术和设备的微型化一直在相当大的速度发展。例如，用于处理纳米级别的单个细胞的精确处理技术的构建（或进步）以及针对具有复杂良好结构的器官和大脑的精确处理技术的创建（或进步）非常重要。当前，孔径约为500 nm的玻璃毛细血管在如此小的区域进行操作，但是为了更准确的操作，甚至需要更薄的管子。但是，由于制造孔径低于500 nm的玻璃毛细血管非常困难，因此需要全新材料的出现。因此，该研究的促进是为了开发由孔直径低于500 nm的氧化物制成的“氧化纳米果”。通过应用与我们小组独立开发的“氧化物纳米阵列”相关的技术，我们成功地创建了氧化纳米。首先，使用TiO2，ZnO，SNO2，ZRO2等制造氧化纳米荷尔阵列，并详细研究了纳米荷尔阵列的结构和制造条件之间的相关性。已经阐明了构建纳米结构的机制，并建立了一种自由控制孔径和壁厚的方法。接下来，评估了制备的TiO2纳米荷尔阵列的光催化特性。已经证实，纳米荷阵列的辐射，具有有害物质（例如乙醛）的光分解。通过利用这种光催化功能，当用作纳米针线时，可以对针的内部和外表面进行消毒。最后，我们试图通过分解氧化物纳米荷尔阵列来制造纳米果。经过反复试验后，我们成功地制造了TiO2纳米，孔径为200 nm，长度为7μm。