2021 Fiscal Year Annual Research Report
Plasmonic waveguiding remote surface enhanced fluorescence microscopy
| Project/Area Number |
20K21165
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
雲林院 宏 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40519352)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猪瀬 朋子 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (10772296)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
|
| Keywords | 探針増強蛍光顕微鏡 / リモート励起 / プラズモニクス / 超解像顕微鏡 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、プラズモン導波路として機能する化学合成で作成した直径100nm、長さ数十µmの銀ナノワイヤー(AgNW)をAFMカンチレバー先端に導入することで、10nm以下の高い空間分解能を有する新たな「リモート励起探針増強蛍光（RE-TEF）顕微鏡」の開発を目指した。本技術の鍵となる点は、遠方場光を導波路にカップリングするための、「光カップリングポイント」をいかに銀ナノワイヤーに導入するかである。本研究では、ガルバニック置換反応、光誘起金ナノ粒子局所析出法、２本のAgNWを並べる方法を比較した。その結果、光誘起金ナノ粒子局所析出法でAgNW上に金ナノ粒子を導入した際には、リモート励起は可能であるが光カップリング効率が低く、かつ金ナノ粒子からの発光がノイズとなるため、RE-TEFでは十分な信号ノイズ比が得られなかった。反して、平行にならべた２本のAgNWをカンチレバーに導入した場合（2AgNWsプローブ）、特にノイズが減るため、RE-TEFでも十分な信号ノイズ比が得られることが明らかとなった。この2AgNWsプローブを用いたRE-TEFでは、50 - 100 nm程度の空間分解能でスペクトルマッピングが可能であり、新規光DNAマッピング解析、２次元半導体材料解析、細胞内増強ラマン測定に応用できることを示した。これらの結果は、査読付き国際論文（Analytical Chemistry, Nano Letters, ACS Applied Nano Materialsなど）に発表した。
|
