2017 Fiscal Year Research-status Report
モスアイ構造を用いた大表面積化による高感度長距離伝搬表面プラズモンバイオセンサ
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17K06375
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新保 一成 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80272855)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | モスアイ構造 / 長距離伝搬表面プラズモン / センサ / 異常透過光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、モスアイ構造をはじめとした大表面積を持つナノ立体表面を作製することによって吸着量を増やし、長距離伝搬表面プラズモン共鳴（Long-range Surface Plasmon Resonance：LRSPR）バイオセンサを格段に高感度化するとともに実用性を高めることを目的としている。
平成29年度は、微小球を用いた大表面積化から実験を開始した。まずシリカ微小球で被覆した表面プラズモンセンサを作製し、電解質交互吸着（LbL）膜の堆積に伴う共鳴波長の変化を観測した。これにより、微小球で被覆して表面積を増やすことで、LbL膜堆積に伴う共鳴波長の変化量を増大できることを確認した。現在、微小球の球径依存性について調べている。また、コロイドナノリソグラフィーを用いた大表面積化についても検討を進めている。
上記と並行して、センサ構築の際に重要となる、グレーティングカップリングLRSPR励起による透過光特性について検討を進めた。長距離型にすることで、通常の表面プラズモンを用いた場合に比べて非常に強く、鋭い透過光ピークを観測できる様子を観測した。また、センシングに適した金属膜厚や波長依存性、グレーティング周期に関する知見を得ることができた。これに関連して、LRSPRの強い電界をアゾ色素の光異性化に利用することを試みた。LRSPRを用いることで、通常の表面プラズモンよりも2倍ほど大きな透過光変化が観測され、LRSPRの有用性を確認した。
モスアイ構造に関しては、種々の材料上に転写する条件を検討している。モスアイ構造上に金属薄膜を設けると、平坦構造上の場合と異なり反射が大きく減少する。反射・透過スペクトルは金属およびその上の誘電体の膜厚に依存しており、LRSPRとの組み合わせでセンサの高感度化が期待できる。
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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
当初想定していた内容に沿って研究成果が得られてきており、概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、大表面積化によるLRSPRセンサの高感度化を進めていく。種々球径の微小球を用いたコロイドナノリソグラフィー、モスアイ構造の転写を利用する。平成29年度はLbL膜の堆積実験のみであったが、平成30年度はバイオセンシングを行い、どの程度まで高感度化できるか検証する。
その他、LRSPRセンサの構造と電界しみだし距離の関係についてシミュレーションを行い、3次元的な構造をどこまで利用できるか明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額の半分は、年度末に出席した学会旅費の清算が次年度になったことによる。その他は、インプリント方法を当初の方法から変更したために、購入予定だったインプリント用の装置が不要となったことによる。本年度以降の助成金と合わせて、研究に必要な消耗品（フッ素樹脂、金属、モールド材料など）に使用する他、積極的に学会で成果発表するために旅費として使用する。
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