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表面プラズモン共鳴現象を用いた界面イメージングデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14050088
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

鈴木 孝治  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80154540)

研究分担者 小松 広和  慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (10407140)
大澤 雅俊  北海道大学, 触媒化学研究センター, 教授 (00108466)
山田 幸司  慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (30348825)
朝日 剛  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20243165)
木村 恵一  和歌山大学, システム工学部, 教授 (50107140)
栗原 一嘉  (財)神奈川科学技術アカデミー, 研究員 (20270704)
研究期間 (年度) 2001 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
51,500千円 (直接経費: 51,500千円)
2006年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2005年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2004年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
2003年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2002年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードSPRセンサー / 界面イメージング / 高分子ナノ粒子 / センサー感度増幅法 / バイオセンシング / 光導波路センサー / 表面プラズモン共鳴 / マイクロファバー型センサー / SPR / イメージング / 界面 / 電気化学 / プローブ / 光導波路 / 蛍光 / 光学顕微鏡 / SPRイメージング / 界面センシング / 化学センサー / マルチマイクロセンサーチップ
研究概要

表面プラズモン共鳴(SPR)センサーは、エバネッセント光を利用して金属薄膜近傍の誘電率を高感度に測定できるセンサーデバイスであり、表面情報を得るのに適している。研究は以下の2つの面を主眼に、SPRセンサーのもつ界面イメージングのポテンシャル向上を進めた。
1) 装置面での工夫によるSPRセンサーでの界面イメージング
SPR測定では、金属表面から約200nm領域の屈折率変化に高感度に応答することを利用して、表面感応型の化学・バイオセンシングへ応用されている。本研究では、主としてこれまでに開発したi)マイクロファイバー型SPRセンサー、ii)スラブ光導波路(SOWG)型多機能SPRセンサーのそれぞれにおいての性能向上研究と界面イメージング応用を進めた。結果として、i)では、ファイバー先端の表面加工の工夫により、10-3屈折率差感度でピコリッターレべルの溶液試料の測定が可能となった。また、ii)では、スラブ光導波路(SOWG)の技術と組み合わせた電気化学測定から、フェロセンをもつ表面自己組織化膜(SAM膜)のマルチ(SPRとボルタンメトリー)測定を可能とした。いずれもリアルタイムで計測が可能であり、界面の時間的変化(反応や離脱、分解など)を計測できる。
2) 化学的工夫によるSPRセンサーでの界面イメージング
通常のSPRセンサーでは屈折率の実部を利用するが、屈折率型の虚部変化を測定に利用するSPRセンシング法(光吸収型SPR法)を提案している。この方法により、従来のSPR法では難しいグルコースなどの低分子化合物の検出を可能にした。さらに、別のSPRセンシング法(化学増幅法)として、高分子ナノ粒子(〜200nm)を利用したSPRシグナル増幅剤を開発した。この方法により10から100倍以上のセンサー感度増幅を実現した。

報告書

(6件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] SPR sensor signal amplification based on dye-doped polymer particles2006

    • 著者名/発表者名
      H. Komatsu, K. Suzuki, et al.
    • 雑誌名

      SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 7・2

      ページ: 150-155

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SPR sensor signal amplification based on dye-doped polymer particles2006

    • 著者名/発表者名
      H. Komatsu, K. Suzuki, et al.
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 7(2)

      ページ: 150-155

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SPR sensor signal amplification based on dye-doped polymer particles2006

    • 著者名/発表者名
      Komatsu H, Miyachi M, Fujii E, Citterio D, Yamada K, Sato Y, Kurihara K, Kawaguchi H, Suzuki K
    • 雑誌名

      SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS 7・2

      ページ: 150-155

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 表面プラズモン共鳴センサー(連載 知っておきたい分析・検出法4)2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝治, 小松広和, 栗原一嘉
    • 雑誌名

      現代化学 1月号

      ページ: 17-22

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly Sodium-Selective Fluoroionophore Based on Conformational Restriction of Oligoethyleneglycol-bridged Biaryl Boron-Dipyrromethene2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamada, Yuki Nomura, Daniel Citterio, Naoko Iwasawa, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 127・19

      ページ: 6956-6957

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Single molecular multi analyte (Ca,Mg) fluorescent probes and applications to bioimaging2005

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Komatsu, Takahiro Miki, Yukio Fujiwara, Daniel Citterio, Takeshi Kubota, Yutaka Shindo, Yoshichiro Kitamura, Masafumi Hagiwara, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 117・31

      ページ: 10798-10799

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluorescence Enhancement Detection of Underivatized Amino Acids Using a Trifluoroacetophenone-Based Tripodal Fluoroionophore2005

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Sasaki, Gou Monma, Daniel Citterio, Koji Yamada, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      CHIMIA 59・5

      ページ: 204-208

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fiber-optic conical microsensors for surface plasmon resonance using chemically etched single-mode fiber2004

    • 著者名/発表者名
      K. Kurihara, K. Suzuki, et al.
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta 534

      ページ: 165-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fiber-optic conical microsensors for surface plasmon resonance using chemically etched single-mode fiber2004

    • 著者名/発表者名
      K. Kurihara, K. Suzuki
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta 534

      ページ: 165-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fiber-optic conical microsensors for surface plasmon resonance using chemically etched single-mode fiber2004

    • 著者名/発表者名
      Kazuyshi Kurihara, Hiroyuki Ohkawa, Yuzuru Iwasaki, Osamu Niwa, Tatsuya Tobita, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta 523

      ページ: 165-170

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Absorption-Based Surface Plasmon Resonance Principle to the Development of SPR Ammonium Ion and Enzyme Sensors2002

    • 著者名/発表者名
      E. Fujii, K. Suzuki, et al.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 74

      ページ: 6106-6110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [学会発表] 光を用いる界面化学計測の展開2005

    • 著者名/発表者名
      鈴木孝治
    • 学会等名
      第85回春季年会特別企画講演
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2005-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Surface measurements using optical methods2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Suzuki
    • 学会等名
      The 85^<th> CSJ annual meeting
    • 発表場所
      Yokohama, JAPAN
    • 年月日
      2005-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] 機器分析化学 10. 分子間力を用いる分析法2003

    • 著者名/発表者名
      栗原一嘉, 鈴木孝治
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      朝倉書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 栗原一嘉, 丹羽修, 岩崎弦, 飛田達也, 鈴木孝治: "光近接場ファイバ型マイクロ化学センサ"電学論E. 123. 343 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Fujii, K.Suzuki et al.: "Determination of glycosylated albumin using surface plasmon resonance sensor"BUNSEKI KAGAKU. 52. 311 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Fujii, K.Suzuki et al.: "Application of the absorption-based surface plasmon resonance principle to the determination of glucose using an enzyme reaction"Instrum.Sci.Technol.. 31. 343 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 栗原 一嘉, 鈴木 孝治: "表面プラズモン共鳴センサーの光学測定原理"ぶんせき. 2002年4号. 161-167 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 栗原 一嘉, 鈴木 孝治: "Theoretical Understanding of an Absorption-Based Surface Plasmon Resonance Sensor Based on Kretchmann's Theory"Analytical Chemistry. 74巻3号. 696-701 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 栗原 一嘉, 中村 香織, 平山 悦子, 鈴木 孝治: "An Absorption-Based Surface Plasmon Resonance Sensor Applied to Sodium Ion Sensing Based on an Ion-Selective Optode Membrane"Analytical Chemistry. 74巻24号. 6323-6333 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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