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点検出を用いる表面プラズモン顕微鏡による高空間分解能高感度屈折率分布計測

研究課題

研究課題/領域番号 18K04966
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

加野 裕  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80322874)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード表面プラズモン / 屈折率計測 / 顕微計測 / 生体分子計測 / 屈折率測定 / 生体関連分子 / 認知症原因関連物質 / 集束表面プラズモン / アミロイドβタンパク質 / 凝集特性評価 / 凝集過程計測 / 生体関連分子計測
研究成果の概要

集束表面プラズモンを測定プローブに用いて金属表面の光近接場における局所的な有効屈折率を高感度に測定する手法において,環状瞳照明系と共焦点検出系を導入することによって,面内空間分解能がおよそ30%程度向上することを計算によって示し,これを実現する光学系の提案と試作を行い,試作装置による透明微小球観察を行った.さらに,表面プラズモンの伝搬定数測定を行うことで,認知症原因物質の一つとされるアミロイドβタンパク質の凝集特性評価を試みた.その結果,アミロイドβタンパク質凝集体の100ナノメートル程度堆積するまでの過程を定量的に追跡できることを確認し,凝集測定評価における有用性を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,基板表面の光近接場における屈折率を,光の回折限界を超える空間分解能で高感度に測定する手法を開発した.これによって,さまざまな生体関連分子の相互作用を無標識で捉えることが可能になるため,たとえば,蛍光標識が相互作用における本来特性を変えてしまう懸念を取り除くことができる.本研究の成果を用いることで,認知症の予防や症状の進行抑制に有効な物質の探索が加速されると期待される.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Characterization of cellophane birefringence due to uniaxial strain by focused surface plasmon microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Ipsita Chakraborty and Hiroshi Kano
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 4 号: 2 ページ: 409-415

    • DOI

      10.1364/osac.417743

    • NAID

      120007099340

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic absorption measurement with enhanced sensitivity by using focused surface plasmons2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Ning, Hiroki Sato, Aomintanggesi Hereid, Hiroshi Kano
    • 雑誌名

      Opt. Commun.

      巻: 427 ページ: 405-408

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2018.06.063

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 表面プラズモンセンシング基板における周期的微小活性領域の形成法2021

    • 著者名/発表者名
      阿部晃成,加野 裕,川田善正
    • 学会等名
      生体医歯工学共同研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Focused surface plasmon sensing of anisotropic sample towards cell characterization2019

    • 著者名/発表者名
      Ipsita Chakraborty and Hiroshi Kano
    • 学会等名
      第80回応用物理学会学術講演会 JSAP-OSA Joint Symposia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial frequency response of focused surface plasmon facing an anisotropic sample2019

    • 著者名/発表者名
      Ipsita Chakraborty and Hiroshi Kano
    • 学会等名
      International Conference on Optics and Electro-optics (ICOL) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial frequency response of focused surface plasmon facing an anisotropic medium and solving the inverse problem under speckle noise towards cell characterization2019

    • 著者名/発表者名
      Ipsita Chakraborty and Hiroshi Kano
    • 学会等名
      International Symposium on Opto-mechatronic technologies (ISOT) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface plasmon microscopy of refractive index distribution using a confocal optical system2018

    • 著者名/発表者名
      Aomintanggesi Hereid and Hiroshi Kano
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Near-field Optics, Nanophotonics & Related Techniques
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 集束表面プラズモンを利用した顕微屈折率センシング・イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      加野 裕
    • 学会等名
      2018年度精密工学会秋季大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface plasmon focusing and its application to refractive index imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kano
    • 学会等名
      第79回応用物理学会学術講演会 JSAP-OSA Joint Symposia 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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