2017 Fiscal Year Research-status Report
The development of SHG probes using ZnO nanoparticles
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17K05012
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
藤田 恭久 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (10314618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Lin Jie 島根大学, 戦略的研究推進センター, 助教 (70756345)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | SHG / 第2高調波 / 酸化亜鉛ナノ粒子 / ZnOナノ粒子 / 局在表面プラズモン効果 / 生体イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度は低いレーザー照射密度でイメージングが可能な実用性に優れたSHGプローブを開発するため，非線形光学効果の大きい酸加亜鉛ナノ粒子を生成するためにガス中蒸発法の生成条件の最適化を行い，さらなる高性能化のために局在表面プラズモン効果による効率改善を目指した
酸化亜鉛ナノ粒子の生成条件の最適化に関しては，ガス中蒸発法の作成条件（チャンバー内圧力，導入ガス種，ガス流量）を変えて実験を行い，生成圧力に強い依存性があることを見出した．生成条件を最適化した結果，低圧で生成した酸化亜鉛ナノ粒子において，低出力のフェムト秒レーザー（パルスエネルギー5 nJ，パルス幅130 ps）を用いても強いSHGが観測され，効率を従来の100倍程度に高めることに成功した．
局在表面プラズモン効果については，金薄膜を用いたが，効率改善の効果は得られなかった．
上記の結果から，安価で低出力のレーザーを用いても，蛍光に匹敵するような強いSHGが得られており，プラズモン効果を用いなくても大幅な効率改善を達成できることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
局在表面プラズモン効果による効率改善の実験は遅れているが，巨大なSHG効果が得られる酸化亜鉛ナノ粒子の生成条件が見つかり，安価で低出力のレーザーを用いても，蛍光に匹敵するような強いSHGが得られた．プラズモン効果を用いなくても大幅な効率改善を達成できたため，概ね順調に進んでいると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
・局在表面プラズモン効果によるさらなるSHG発生効率の改善を試みる．
・酸化亜鉛ナノ粒子の生成条件の違いによりSHG発生効率が大きく変わるメカニズムを解明し，更なる効率改善に活かす．
・酸化亜鉛ナノ粒子によるSHGプローブの生体親和性を高めるためにシリカコートを行う．
・ナノ粒子－抗体の架橋反応を施し，生体イメージングの実験を行う．
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