JP2000256487A - 高分子固体中における微小領域への有機分子注入法 - Google Patents
高分子固体中における微小領域への有機分子注入法Info
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- JP2000256487A JP2000256487A JP11058323A JP5832399A JP2000256487A JP 2000256487 A JP2000256487 A JP 2000256487A JP 11058323 A JP11058323 A JP 11058323A JP 5832399 A JP5832399 A JP 5832399A JP 2000256487 A JP2000256487 A JP 2000256487A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザー駆動分子注入法を使用して有機分子
を高分子固体中における微小領域へ注入する方法であ
る。 【解決手段】 レーザー光を用いて有機分子を駆動し、
ガラスマイクロピペット等の分子導入管先端部の微小開
口（５０〜５０００ｎｍ）から有機分子を射出すること
により、高分子固体中の極微小領域に位置選択的に有機
分子を注入する。
を高分子固体中における微小領域へ注入する方法であ
る。 【解決手段】 レーザー光を用いて有機分子を駆動し、
ガラスマイクロピペット等の分子導入管先端部の微小開
口（５０〜５０００ｎｍ）から有機分子を射出すること
により、高分子固体中の極微小領域に位置選択的に有機
分子を注入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー駆動分子
注入法を使用して有機分子を高分子固体中における微小
領域へ注入する方法である。
注入法を使用して有機分子を高分子固体中における微小
領域へ注入する方法である。
【０００２】
【従来の技術】ナノスケールオーダーの領域で原子また
は分子を操作または制御することにより新規機能を兼ね
備えたデバイスの製作が注目されつつある。そのほとん
どが無機材料を用いたものであり、有機材料を能動的に
制御する技術は未だ行われていない。もし、これが実現
すれば有機分子自体が優れた電気的、磁気的および光学
的特性を持っているため、より複雑で優れた機能を兼ね
備えたデバイス作製（例えは光制御素子、微小センサー
等）が可能となる。
は分子を操作または制御することにより新規機能を兼ね
備えたデバイスの製作が注目されつつある。そのほとん
どが無機材料を用いたものであり、有機材料を能動的に
制御する技術は未だ行われていない。もし、これが実現
すれば有機分子自体が優れた電気的、磁気的および光学
的特性を持っているため、より複雑で優れた機能を兼ね
備えたデバイス作製（例えは光制御素子、微小センサー
等）が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、レーザー光を用
いて有機分子を駆動し、高分子固体中へ注入を行う技術
が見つけられた。ところが、分子駆動源にレーザー光を
用いているため非常にレーザー光を絞ってもレーザー光
波長以下の微小領域に注入することは出来なかった。ま
た、より狭い領域に注入するためにレーザー光の波長を
短くすると分子の分解が起こる。
いて有機分子を駆動し、高分子固体中へ注入を行う技術
が見つけられた。ところが、分子駆動源にレーザー光を
用いているため非常にレーザー光を絞ってもレーザー光
波長以下の微小領域に注入することは出来なかった。ま
た、より狭い領域に注入するためにレーザー光の波長を
短くすると分子の分解が起こる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、レー
ザー光を用いて有機分子を駆動し、ガラスマイクロピペ
ット等の分子導入管先端部の微小開口から有機分子を射
出することにより、高分子固体中の極微小領域に位置選
択的に有機分子を注入することができるものである。
ザー光を用いて有機分子を駆動し、ガラスマイクロピペ
ット等の分子導入管先端部の微小開口から有機分子を射
出することにより、高分子固体中の極微小領域に位置選
択的に有機分子を注入することができるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて説明す
る。図１に示されるように、注入されるべき有機分子は
セラミック振動子及びピエゾ素子を備えたマイクロピペ
ットに入れられる。セラミック振動子は、半導体レーザ
ー、検出器、位相検波器及びファンクションジェネレー
タに組み合わされてマイクロピペット先端部と高分子薄
膜と間の距離を一定に保つために使用され、又ピエゾ素
子は、マイクロピペット先端部と高分子薄膜との間の距
離を２０〜５０ｎｍ程度に制御するために使用される。
る。図１に示されるように、注入されるべき有機分子は
セラミック振動子及びピエゾ素子を備えたマイクロピペ
ットに入れられる。セラミック振動子は、半導体レーザ
ー、検出器、位相検波器及びファンクションジェネレー
タに組み合わされてマイクロピペット先端部と高分子薄
膜と間の距離を一定に保つために使用され、又ピエゾ素
子は、マイクロピペット先端部と高分子薄膜との間の距
離を２０〜５０ｎｍ程度に制御するために使用される。
【０００６】マイクロピペットに入れられた有機分子に
は、波長可変短パルスレーザー装置から光ファイバーを
通して分子注入駆動力が付与される。有機分子は、図２
に示されるように、このレーザー駆動力によりマイクロ
ピペット先端部の５０〜５０００ｎｍ程度の微小開口か
ら高分子薄膜の５０〜５０００ｎｍ2程度の極微小領域
に注入される。この微小領域注入はピペットの開口の大
きさによるので、最小のものではレーザー波長以下にな
り、現在のところでは直径が５００ｎｍの円形注入領域
が行われている。
は、波長可変短パルスレーザー装置から光ファイバーを
通して分子注入駆動力が付与される。有機分子は、図２
に示されるように、このレーザー駆動力によりマイクロ
ピペット先端部の５０〜５０００ｎｍ程度の微小開口か
ら高分子薄膜の５０〜５０００ｎｍ2程度の極微小領域
に注入される。この微小領域注入はピペットの開口の大
きさによるので、最小のものではレーザー波長以下にな
り、現在のところでは直径が５００ｎｍの円形注入領域
が行われている。
【０００７】また、レーザー光により射出される有機分
子としては、クマリン、テトラフェニルポルフィナイト
亜鉛、アントラセン類、ジシアノアントラセン、又はク
マリン類等の光を吸収するものであれば制限はなく、こ
の有機分子が注入される高分子としては、ポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタクリレート
（ＰＥＭＡ）、ポリブチルメタクリレート（ＰＢＭＡ）
又はポリスチレン（ＰＳｔ）等の約１０００℃以下にガ
ラス転移点があり、軟化するものであれば制限がない。
子としては、クマリン、テトラフェニルポルフィナイト
亜鉛、アントラセン類、ジシアノアントラセン、又はク
マリン類等の光を吸収するものであれば制限はなく、こ
の有機分子が注入される高分子としては、ポリメチルメ
タクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタクリレート
（ＰＥＭＡ）、ポリブチルメタクリレート（ＰＢＭＡ）
又はポリスチレン（ＰＳｔ）等の約１０００℃以下にガ
ラス転移点があり、軟化するものであれば制限がない。
【０００８】更にまた、図３に示されるように、光ファ
イバーのコアを構成する高分子中に予め分散された有機
分子、または光ファイバーの中空部に存在する溶液中に
分散もしくは溶解された有機分子を、生体組織中に注入
出来るので、ガン組織周辺のみ光増感分子を注入し、そ
れと組み合わせたレーザー光により生ずる一重項酸素に
よりガン組織を破壊することが可能である。その際に、
光ファイバーのコアが高分子でできている場合には、そ
の作製時に注入されるべき有機分子を予めその高分子コ
アに分散させておき、レーザーを照射して有機分子を駆
動して注入することができる。また中空の光ファイバー
を使用する場合には、その中空部の内部に溶液に分散ま
たは溶解させた有機分子を流し込みならがらレーザー照
射して有機分子を駆動して注入することができる。以
下、本発明を実施例に基づいて説明する。
イバーのコアを構成する高分子中に予め分散された有機
分子、または光ファイバーの中空部に存在する溶液中に
分散もしくは溶解された有機分子を、生体組織中に注入
出来るので、ガン組織周辺のみ光増感分子を注入し、そ
れと組み合わせたレーザー光により生ずる一重項酸素に
よりガン組織を破壊することが可能である。その際に、
光ファイバーのコアが高分子でできている場合には、そ
の作製時に注入されるべき有機分子を予めその高分子コ
アに分散させておき、レーザーを照射して有機分子を駆
動して注入することができる。また中空の光ファイバー
を使用する場合には、その中空部の内部に溶液に分散ま
たは溶解させた有機分子を流し込みならがらレーザー照
射して有機分子を駆動して注入することができる。以
下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【０００９】
【実施例】クマリン５４５分子及び／又はテトラフェニ
ルポルフィナト亜鉛（ＺｎＴＰＰ）分子を注入有機分子
として選び、それを開口１００から１０００ｎｍのマイ
クロピペット中に導入し、有機分子注入の注入源とし
た。一方、被注入膜には、スピンコート法により石英基
板上に作製したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を使用した。その装置の概略を図１に示す。
ルポルフィナト亜鉛（ＺｎＴＰＰ）分子を注入有機分子
として選び、それを開口１００から１０００ｎｍのマイ
クロピペット中に導入し、有機分子注入の注入源とし
た。一方、被注入膜には、スピンコート法により石英基
板上に作製したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
を使用した。その装置の概略を図１に示す。
【００１０】マイクロピペットはセラミックス振動子に
より共振され、それが被注入膜極近傍に接近することに
よる共振の変化を半導体レーザーおよび四分割ダイオー
ドの組み合わせで検出し、マイクロピペットと被注入膜
間の距離を約３５ｎｍに保った。又、高さの位置制御に
はピエゾ素子を使用した，さらに、マイクロピベツト中
に光ファイバーを用いてパルスレーザー光（波長５００
ｎｍ、パルス幅３ｎｓ、全照射エネルギー２７０μＪ）
を照射し、有機分子を駆動して被注入膜中に注入を行っ
た。
より共振され、それが被注入膜極近傍に接近することに
よる共振の変化を半導体レーザーおよび四分割ダイオー
ドの組み合わせで検出し、マイクロピペットと被注入膜
間の距離を約３５ｎｍに保った。又、高さの位置制御に
はピエゾ素子を使用した，さらに、マイクロピベツト中
に光ファイバーを用いてパルスレーザー光（波長５００
ｎｍ、パルス幅３ｎｓ、全照射エネルギー２７０μＪ）
を照射し、有機分子を駆動して被注入膜中に注入を行っ
た。
【００１１】その結果、レーザー照射後、被注入膜を蛍
光顕微鏡で観察し、極微小領域に有機分子（クマリン５
４５）が注入されていることが分かった。図４及び図５
に示されるように、注入領域はマイクロピペットの開口
径及びレーザー照射回数により変化することが分かっ
た。図４は、１００ｎｍの開口のマイクロピペットを用
いたものであるが、高分子薄膜に注入された有機分子の
注入領域は１μｍ以下であったことを示している。図５
は、１μｍの開口マイクロピペットを用いたものである
が、高分子薄膜に注入された有機分子の注入領域は１回
のレーザー照射で１μｍ、１０回のレーザー照射で５μ
ｍであったことを示している。これらみて、開口が大き
いほど、またレーザー照射回数が増えるほど注入領域は
大きくなる。
光顕微鏡で観察し、極微小領域に有機分子（クマリン５
４５）が注入されていることが分かった。図４及び図５
に示されるように、注入領域はマイクロピペットの開口
径及びレーザー照射回数により変化することが分かっ
た。図４は、１００ｎｍの開口のマイクロピペットを用
いたものであるが、高分子薄膜に注入された有機分子の
注入領域は１μｍ以下であったことを示している。図５
は、１μｍの開口マイクロピペットを用いたものである
が、高分子薄膜に注入された有機分子の注入領域は１回
のレーザー照射で１μｍ、１０回のレーザー照射で５μ
ｍであったことを示している。これらみて、開口が大き
いほど、またレーザー照射回数が増えるほど注入領域は
大きくなる。
【００１２】図６は、ＺｎＴＰＰ分子を注入したもので
あり、１μｍの開口のマイクロピペットを用いたもので
あるが、高分子薄膜に注入された有機分子の注入領域は
１μｍであったことを示している。このように分子量の
大きな分子も注入が可能であることが分かった。
あり、１μｍの開口のマイクロピペットを用いたもので
あるが、高分子薄膜に注入された有機分子の注入領域は
１μｍであったことを示している。このように分子量の
大きな分子も注入が可能であることが分かった。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、次の本発明に特有の顕著な効
果を有するものである。 （１）ガラスマイクロピペットを用いるため極微小領域
（光の波長以下の領域）に有機分子を注入することがで
きる。
果を有するものである。 （１）ガラスマイクロピペットを用いるため極微小領域
（光の波長以下の領域）に有機分子を注入することがで
きる。
【００１４】（２）注入する場所を選択できるため自在
に注入パターンを作製することが出来る。 （３）光ファイバー中の有機分子を生体組織中に注入出
来るので、ガン組織周辺のみ光増感分子を注入し、それ
と組み合わせたレーザー光により生ずる一重項酸素によ
りガン組織を破壊することが可能である。
に注入パターンを作製することが出来る。 （３）光ファイバー中の有機分子を生体組織中に注入出
来るので、ガン組織周辺のみ光増感分子を注入し、それ
と組み合わせたレーザー光により生ずる一重項酸素によ
りガン組織を破壊することが可能である。
【図１】 本発明の方法を実施する装置を示す図であ
る。
る。
【図２】 ピペット先端部から有機分子が高分子薄膜に
注入する状態を示す図である。
注入する状態を示す図である。
【図３】 本発明の方法を人体の治療に用いた場合を示
す図である。
す図である。
【図４】 高分子薄膜に注入された有機分子の大きさを
示す図である。
示す図である。
【図５】 高分子薄膜に注入された有機分子の大きさを
示す図である。
示す図である。
【図６】 高分子薄膜に注入された有機分子の大きさを
示す図である。
示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 福村 裕史 大阪府寝屋川市三井南町25番１号 日本原 子力研究所関西研究所寝屋川事務所内 Ｆターム(参考） 4C082 RA02 RC09 RE02 RE16 RE17 RE21 RE36 RE38 RE58 RL02 4F073 AA21 BA18 BA19 CA46 CA53 HA10
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザー光を用いて有機分子を駆動し、
分子導入管先端部の微小開口から有機分子を射出するこ
とにより、高分子固体中の極微小領域に位置選択的に有
機分子を注入することを特徴とする、高分子固体中にお
ける微小領域への有機分子注入法。 - 【請求項２】 有機分子が、クマリン、テトラフェニル
ポルフィナイト亜鉛、アントラセン類、ジシアノアント
ラセン、又はクマリン類であり、高分子が、ポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタクリレー
ト（ＰＥＭＡ）、ポリブチルメタクリレート（ＰＢＭ
Ａ）又はポリスチレン（ＰＳｔ）である請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 分子導入管先端部の微小開口径が５００
０ｎｍ以下であり、高分子固体中の極微小領域が５００
０ｎｍ2である請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05832399A JP3621283B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 高分子固体中における微小領域への有機分子注入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05832399A JP3621283B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 高分子固体中における微小領域への有機分子注入法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256487A true JP2000256487A (ja) | 2000-09-19 |
| JP3621283B2 JP3621283B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=13081089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05832399A Expired - Fee Related JP3621283B2 (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 高分子固体中における微小領域への有機分子注入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3621283B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002051212A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Material for organic electroluminescence device and its manufacturing method |
| US6797920B2 (en) | 2000-12-20 | 2004-09-28 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Material for organic electroluminescent device and its manufacturing method |
| JP2007313610A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | National Institute For Materials Science | 光による分子の注入方法及び光による材料加工方法並びにそれらの装置 |
| JP2015516848A (ja) * | 2012-07-05 | 2015-06-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 皮膚治療システム及び方法 |
| US9751068B2 (en) | 2011-01-18 | 2017-09-05 | Osaka University | Target substance transfer method, crystal production method, composition production method, and target substance transfer device |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP05832399A patent/JP3621283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002051212A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-06-27 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Material for organic electroluminescence device and its manufacturing method |
| US6797920B2 (en) | 2000-12-20 | 2004-09-28 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Material for organic electroluminescent device and its manufacturing method |
| JP2007313610A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | National Institute For Materials Science | 光による分子の注入方法及び光による材料加工方法並びにそれらの装置 |
| US9751068B2 (en) | 2011-01-18 | 2017-09-05 | Osaka University | Target substance transfer method, crystal production method, composition production method, and target substance transfer device |
| JP2015516848A (ja) * | 2012-07-05 | 2015-06-18 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 皮膚治療システム及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3621283B2 (ja) | 2005-02-16 |
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