2019 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外SPRを利用した電気化学－光ファイバーセンサーの開発と環境分析への応用
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16H02976
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
倉光 英樹 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (70397165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 一晴 前橋工科大学, 工学部, 教授 (30271753)
田口 明 富山大学, 研究推進機構 水素同位体科学研究センター, 講師 (40401799)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 分光電気化学 / 光ファイバー / 局在表面プラズモン共鳴 / 金ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電気化学－表面プラズモン共鳴法は印加電位と検出波長に由来する二元の選択性を有する分析法である。我々の研究室では，酸化インジウムスズ（ITO）をバレルスパッタリング法で被覆した光ファイバー表面に金ナノ粒子を修飾することで，金ナノ粒子に由来する局在表面プラズモン共鳴（LSPR）を利用した電気化学－LSPR光ファイバーセンサーを開発した。既存の測定法では，光源と分光器を光ファイバーの末端にそれぞれ接続し，疎水性基板に置いた液滴を試料として測定している。このため，非水系の溶媒の測定ができないなどの制限がある。本研究では，本センサーの利便性の向上と上記の点を克服するために，センシング部位の先端を反射面としたプローブ型センサーへの改良を試みた。
光ファイバー先端に銀鏡を修飾したものと鏡やアルミホイルを垂直に押し当てた場合の反射光量を測定したところ，銀鏡を用いた際に最も良好な結果が得られた。メチレンブルーをモデル分析対象物質として，センシング部位の長さが等しい本センサーと既存のセンサーから得られる応答を比較した結果，約2倍の高感度化に成功した。これは，反射面の構築により正味の光路長が2倍になったためである。金ナノ粒子を修飾した本センサーをPBS溶液中で，0.8Vから-0.8Vの電位を走引したところ，約18.1 nm/VのLSPRピークのブルーシフトが確認できた。これらの結果から本センサーでは，電位走引時のLSPRピークを単波長測定することで屈折率の評価が可能であると考えられる。また，本センサーは既存の測定法では測定できなかった非水系溶媒の適用など，より幅広い分野への展開が期待できると考えている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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