2009 Fiscal Year Annual Research Report
光-分子強結合反応場のための微細光学素子の創成と集積化
| Project Area | Strong Photons-Molecules Coupling Fields for Chemical Reactions |
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| Project/Area Number |
19049016
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
西井 準治 Hokkaido University, 電子科学研究所, 教授 (60357697)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田和 圭子 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員 (80344109)
金高 健二 独立行政法人産業技術総合研究所, 光技術研究部門, 主任研究員 (50356911)
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| Keywords | 周期構造 / 表面プラズモン共鳴 / 蛍光顕微鏡 / 増強蛍光 / 格子カップリング / ナノインプリント |
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| Research Abstract |
表面プラズモン共鳴(SPR)を励起場として界面の蛍光分子を励起させる表面プラズモン励起増強蛍光分光(SPFS)は、高感度蛍光検出が可能なため、蛍光バイオチップに応用することができる。当グループでは、作製したサブ波長オーダーの周期構造基板を金属薄膜でコーティングし、その金属回折格子に結合した表面プラズモン共鳴場(GC-SPR)を利用した蛍光標識蛋白質や細胞の蛍光検出、および蛍光イメージングに取り組んだ。
400-480nmのピッチをもつ一次元あるいは二次元の周期構造を基板表面に作製した。ガラス基板に対しては、現有の紫外線レーザを用いた干渉露光や電子ビーム描画、プラスチック基板に対しては、光ナノインプリントによる転写を行った。光インプリントで作製された二次元周期構造基板においても、目標とした3mm^2の面積で均一な周期構造を作製することができ、これに金属薄膜をコーティングした基板は、増強蛍光検出をすることができた。一方、蛍光顕微鏡観察においてより高感度なイメージングを行うため、対物レンズからの光を有効に利用できる二次元周期構造基板を用い、蛍光標識蛋白質を基板表面にパターン化して結合させたときの蛍光像は、ガラス基板上と比べて100倍以上明るい像であった。また、励起場の増強効果とあわせて蛍光のプラズモンへの再結合を利用して蛍光を検出することで、励起場の増強度のさらに4倍以上の蛍光強度を検出することができ、高感度計測が行えることが実証できた。
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