Long-range Surface Plasmon Based Sensitive Biosensor Using Moth-eye Structure Having Large Surface Area

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K06375
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Shinbo Kazunari 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80272855)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 表面プラズモン / バイオセンサ / モスアイ構造

Outline of Final Research Achievements

In this study, we attempted to develop sensitive long-range surface plasmon resonance (LRSPR) sensors by preparing large-area surface using moth-eye structure and/or small particles with nanometer size. The sensors exhibited a remarkable peak shift for a LbL film deposition, compared to a sensor without the structure. Furthermore, the nano structures with fluorinated polymers resulted in sharp LRSPR peaks and were useful for development of practical sensors.

Free Research Field

電子デバイス・電子機器

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

様々な疾病の診断や健康管理のために、高感度なバイオセンサが求められている。高感度化の方法の一つとして、表面積を大きくして物質の吸着量を増やす手法があげられる。本研究では、大きさ数百ナノメートルの突起の配列からなるモスアイ（蛾の目）構造が大きな表面積を持つことに着目した。基礎実験として安価なポリマー膜の吸着で調べたところ、モスアイ構造の適用で3倍程度、また微小球構造の適用で６倍程度感度を向上できた。また周囲の水溶液に近い屈折率を持つフッ素樹脂でナノ構造を作製することにより鋭い共鳴となり、高感度となることも明らかになった。本手法は多くのバイオセンサに適用でき、高感度化に寄与できると考える。