北大祭2019の施設公開へ行ってきました

 6月8日(土)に開催の北大祭関連イベント『 北海道大学 5 研究所・センター合同一般公開 』に子どもを連れて行ってきた。時間の都合で一部しか回れなかったけれど、今まで視野に入っていなかった分野の技術に触れることができて面白かった。

なお、北海道大学・札幌キャンパスはかなり広いので、徒歩で全体を回ろうすると、2時間くらいかかる。研究所の集まる北部地域は、馬術部の厩舎があったり、羊が放牧されていたりしてのどかな雰囲気だが、遮るものがない吹きさらしの場所なので、冬は近寄りたくない。

光ピンセット

光ピンセット装置(赤文字は、たぶんこうだろうという推測で追加)

 電子科学研究所の出し物の1つ「光でつまむ、光ピンセット!」に興味を惹かれて、説明担当の大学院生に仕組みを聞いたところ「普通の光学顕微鏡にレーザーを付けた装置ですけど、これで分子(牛乳の脂肪分子)を捕捉する装置になるんです。光って圧力があって、光を押し付けることで、分子を捕まえるんですよ」とのことだった。

説明を聞いた当初は、光に圧力があるのはまぁ分かるとしても、押された分子がどっかに飛んでいくではないかと思ったが、装置全体を見ながら考えて勘違いに気づいた。放射されるレーザー光の直径は、脂肪分子よりもはるかに大きいのだから、レーザー光線の幅に脂肪分子が収まって、脂肪分子は、周囲から均等に圧力を受けるのだろう。

Wikipediaによる補足

一般的な光ピンセットの構造(wikipedia)


光ピンセット(ひかりピンセット、Optical tweezer)は、集光したレーザー光により微小物体(おもに,細胞などを含む透明な誘電体物質)をその焦点位置の近傍に捕捉し、さらには動かすことのできる装置および技術である。捕捉するための力は屈折率の違いにより生じ、典型的にはピコニュートン程度である。この技術は、近年、とくに生物学マイクロマシニングの研究において成果を挙げている。

(中略)


光ピンセットの基本的なシステム構成は以下のようなものである。土台として光学顕微鏡を用いる。捕捉用のレーザー光は、落射蛍光の励起光導入用ポートから導入され、ダイクロイックミラーで反射され、対物レンズで集光されて小さな焦点を形成し、試料を捕捉する。レーザー光が顕微鏡に入るまでに、ビームエクスパンダーや、ビームを偏向するための光学系が設置されることも多い。顕微鏡の照明や観察系が、そのまま試料の観察に用いられる。また、通常の観察に加えて、捕捉試料の位置を精密に検出するための機器もしばしば用いられる。

wikipedia

 ためしに「光ピンセット」でJ-platpatを検索すると、120件ほどヒットした。2018年ノーベル賞を受賞した技術でもあるので、今後ますます伸びていくのかもしれない。