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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Far-ultraviolet surface plasmon resonance sensing with high surface sensitivity

Research Project

Project/Area Number 18K14251
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

田邉 一郎  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80709288)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords紫外表面プラズモン共鳴センサー
Outline of Annual Research Achievements

波長200nm以下の遠紫外域を含んだ紫外域の、アルミニウム(Al)の表面プラズモン共鳴(SPR)特性の屈折率依存性を明らかにし、センサーとして活用することを目的に研究を進めた。測定には、独自の減衰全反射型遠紫外分光装置を利用した。本装置は、試料系が大気解放されているという特徴をもっているため、Al表面の環境を自由に制御することができる。
まず、水やアルコールなどの屈折率の異なるバルク液体滴下にともなうSPRの波長のシフトを検出し、センサーとして確かに機能することを実証した。当初の期待通り、吸収をもつ分子に対しては感度が増強することも実証された。これは、吸収波長付近での屈折率の異常分散によるものである。
次に、ナノメートルオーダーで厚さを制御したイオン液体薄膜をAl上に形成し、SPR波長のシフトを検出した。これは、波長の短い紫外光を活用するアドバンテージとなる。また、Alを利用する場合の懸念事項として、自然酸化への影響が考えられたが、たとえ蒸着するAl膜厚やその上に形成される酸化膜厚がバラついたとしても、有機薄膜検出能には大きな影響がないことが分かった。これは酸化膜厚の精密な制御が難しい状況にあって、実用上のメリットとなる。
最後に、バイオセンサーとしての応用を目指し、Al表面への抗体修飾と抗原検出を行った。Al表面にSAMを形成し活性化した後に抗体を含むバッファーを滴下することで抗体を固定化することができ、抗原を含むバッファー滴下にともなうSPR波長のシフトを検出することに成功した。

  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Far- and deep-ultraviolet surface plasmon resonance using Al film for efficient sensing of organic thin overlayer2020

    • Author(s)
      Ichiro Tanabe, Musashi Shimizu, Rikuto Kawabata, Chiaki Katayama, Ken-ichi Fukui
    • Journal Title

      Sensors and Actuators A: Physical

      Volume: 301 Pages: 111661

    • DOI

      10.1016/j.sna.2019.111661

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 遠紫外表面プラズモン共鳴センサーの表面敏感性の検討2020

    • Author(s)
      田邉一郎, 清水武蔵, 川端陸斗, 見砂香織, 福井賢一
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] SPR Sensing in Far- and Deep-Ultraviolet Regions2019

    • Author(s)
      Ichiro Tanabe
    • Organizer
      IWANN 2019
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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