2010 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 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
西井 準治 北海道大学, 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研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (80344109)
金高 健二 独立行政法人産業技術研究所, 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。本研究では、銀コート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イメージングとタンパク質の光誘起結晶化に取り組んだ。最終年度は、格子表面での蛍光消光の抑制効果があるシリカ膜の膜厚と消光傾向との相関を定量的に求めた。その結果、シリカ膜厚20nm付近で蛍光強度が最大になることが実験的に確かめられた。一方、金属表面での蛍光消光の理論的予測に使われるCPSモデルと、時間領域差分法で求まる表面プラズモン電場強度分布の両者の積が最大となる距離を計算したところ、金属表面から20nm付近であることが明らかとなった。蛍光増強だけでなく、金属格子上でのタンパク質の光誘起結晶化についても検討した。具体的には、金コート回折格子上にリゾチウム水溶液を滴下し、光励起による結晶化の促進効果を光学顕微鏡で観察した。その結果、ガラス基板上あるいは平坦な金コート基板上に比べ、金コート回折格子基板上では、リゾチウムの結晶析出頻度が2桁以上高いことがわかった。照射した光が格子とプラズモン結合し、表面に局在した電界エネルギーによって水溶液に溶解したリゾチウムの核生成および結晶成長が促進されたと考えられる。
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