光-分子強結合反応場のための微細光学素子の創成と集積化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 光―分子強結合反応場の創成
• 研究課題/領域番号: 19049016
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 西井 準治 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)
• 研究分担者: 田和 圭子 産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (80344109) ; 金高 健二 産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (50356911)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 表面プラズモン共鳴 / 蛍光顕微鏡 / 増強蛍光 / ナノインプリント

研究概要

色素で標識したタンパク質の高感度検出を目的として、グレーティング結合型表面プラズモン共鳴(GC-SPR)による蛍光顕微鏡観察について研究した。ランダム偏光でのGC-SPRの高効率励起のために、銀コート表面レリーフ回折格子のデザインおよび作製に成功し、スライドガラス基板に比べ100倍明るい蛍光イメージングに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Sensitive bioimaging in microfluidic channels on the plasmonic substrate : Application of an enhanced fluorescence based on the reverse coupling mode (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Xiaoctiang Cui, Kenji Kintaka, Junji Nishii, Kenichi Morigaki
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry, accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] An application of a plasmonic chip with enhanced fluorescence to a simple biosensor with extended dynamic range (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Yoshiki Yokota, Kenji Kintaka, Junji Nishii, Takahiko Nakaoki
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B : Chemical, accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface profile dependence of the photon coupling efficiency and enhanced fluorescence in the grating-coupled surface plasmon resonance (2010)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Hori, Keiko Tawa, Kenji Kintaka, Junji Nishii, Yoshiro Tatsu
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 107巻 ページ: 114702-1-114702-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tailored plasmonic gratings for enhanced fluorescence detection and microscopic imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Xiaogiang Cui, Keiko Tawa, Hironobu Hori, Junji Nishii
  • 雑誌名: Adv. Func. Mat. 20巻 ページ: 546-553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced fluorescence microscopic imaging by plasmonic nanostructures : from a 1D grating to a 2D nanohole array (2010)
  • 著者名/発表者名: Xiaogiang Cui, Keiko Tawa, Kenji Kintaka, Junji Nishii
  • 雑誌名: Adv. Func. Mat. 20巻 ページ: 945-950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Duty ratio-dependent fluorescence enhancement through surface Plasmon resonance in Ag-coated gratings (2009)
  • 著者名/発表者名: X.Cui, K.Tawa, H.Hori, J.Nishii
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 95巻 ページ: 133117/1-133117/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitive detection of a pseudo-polyrotaxane ultrathin film by SPR and QCM-D methods (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Tawa, N.Kuboyama, Saleh A.Ahmed, M.Tanaka, T.Nakaoki
  • 雑誌名: Sensors and Actutators B : Chemical 138巻 ページ: 126-133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Grating Substrate Fabricated by Nanoimprint Lithography to Surface Plasmon Field-Enhanced Fluorescence Microscopy and Study of Its Optimum Structure (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoko Akashi, Keiko Tawa, Yoshiro Tatsu, Kenji Kintaka, Junji Nishii
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48巻 ページ: 062002-1/6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-textured metallic surfaces for optical sensing and detection applications (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukie Yokota, Kosei Ueno, Saulius Juodkazis, Vygantas Mizeikis, Naoki Murazawa, Hiroaki Misawa, Haruya Kasa, Kenji Kintaka, Junji Nishii
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. A : Chem. 207巻 ページ: 126-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Groove depth and Surface Profile on Fluorescence Enhancement by Grating Coupled Surface Plasmon Resonance (2009)
  • 著者名/発表者名: HironobuHori, Keiko Tawa, Kenji Kintaka, Junji Nishii, Yoshiro Tatsu
  • 雑誌名: Optical Review 16巻 ページ: 216-221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical microscopic observation of fluorescence enhanced by grating-coupled surface plasmon resonance (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Tawa, H.Hori, K.Kintaka, K.Kiyosue, Y.Tatsu, J.Nishii
  • 雑誌名: Opt. Express 16-13巻 ページ: 9781-9790
  • 査読あり
• [学会発表] 高感度バイオセンシングを目指したプラズモニックチップの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子、横田佳樹、東洋輔
  • 学会等名: デザインバイオニクス講演会
  • 発表場所: 阪大中之島センター(大阪府)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] Sensitive and rapid detection of antigens on the plasmonic substrate with bispecific antibodies against antigen and ZnO surface, Oral (invited) (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Mitsuo Umetsu, Takamitsu Hattori, Izumi Kumagai
  • 学会等名: 20th MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: 横浜市(神奈川県)
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] 10pM-antigens detection on the plasmonic substrate with bispecific antibodies against antigen and ZnO surface, (invited) (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Mitsuo Umetsu, Takamitsu Hattori, Izumi Kumagai
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu(Hawaii, USA).
  • 年月日: 2010-12-16
• [学会発表] Sensitive Fluorescence Microscopic Imaging with Plasmonic Substrate, Poster (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Xiaoqiang Cui, Kenji Kintaka, Junji Nishii
  • 学会等名: The international conference on nanophotonics 2010
  • 発表場所: つくば(茨城県)
  • 年月日: 2010-06-01
• [学会発表] 100 Times-Enhanced Fluorescence Detected on a Metal-coated Grating Biochip (2010)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Junji Nishii
  • 学会等名: Oral, 7th International Conference on Optics-Photonics Design & Fabrication (ODF'10)
  • 発表場所: 横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2010-04-20
• [学会発表] 100-Fold Enhancement of Fluorescence Imaging by Two-Dimensional-Grating-Coupled Surface Plasmon Resonance (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kintaka, Xiaoqiang Cui, Keiko Tawa, Junji Nishii
  • 学会等名: Advances in Optical Materials (AIOM) part of the Fall OSA Optics & Photonics Congress
  • 発表場所: サンノゼ(アメリカ)
  • 年月日: 2009-10-15
• [学会発表] Development of enhanced fluorescence imaging microscopy with a metal coated grating for biologicalapplications (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Tawa, J.Nishii, X.Q.Cui, K.Kintaka
  • 学会等名: International symposium on advances in nanostructure-enhanced photochemical reactions and photoenergy conversion
  • 発表場所: Leuven(ベルギー)
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] 格子カップリング表面プラズモン共鳴場を用いたタンパク質の増強蛍光検出 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子, 堀博伸, 金高健二, 達吉郎, 西井準治
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県)
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] The Detection of Antigen-Antibody Recognition on an Array Chip by Surface Plasmon Field-Enhanced Fluorescence Imaging (SPFI) (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuji Nishizawa, Keiko Tawa, Takahisa Taguchi, Kazuyuki Kiyosu, Takahiko Nakaoki
  • 学会等名: IUMRS
  • 発表場所: 名古屋(愛知県)
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Fluorescence Microscopy using Subwavelength Grating Coupled Surface Plasmon Resonance (2008)
  • 著者名/発表者名: Junji Nishii, Kenji Kinatka, Naoko Akashi, Hironobu Hori, Keiko Tawa
  • 学会等名: The 2nd Japan-Taiwan Joint Symposium on Organized naomaterials and Nanostructures Related to Photoscience
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2008-11-05
• [学会発表] Antigen-Antibody Interaction on a Chip Observed by Surface Plasmon Field-Enhanced Fluorescence Microscopy (SPFM) (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Nishizawa, K.Tawa, K.Kiyosue, T.Taguchi, T.Nakaoki
  • 学会等名: The 10th Pacific Polymer Conference (PPC10)
  • 発表場所: 神戸市(兵庫県)
  • 年月日: 2007-12-05
• [図書] プラズモンナノ材料の新技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田和圭子, 西井準治
  • 総ページ数: 228-236
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.es.hokudai.ac.jp/labo/photocontrol/
• [産業財産権] 微小発光素子 (2010)
  • 発明者名: 宮下徳治、三ツ石方也、森田晋平、田和圭子、西井準治
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2010-180209
  • 出願年月日: 2010-08-11
• [産業財産権] プラズモン共鳴蛍光を用いた生体分子相互作用検出装置及び検出方法 (2009)
  • 発明者名: 田和圭子, 田口隆久
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許,第4370383
  • 取得年月日: 2009-09-11
• [産業財産権] 周期構造を有するマイクロプレートおよびそれを用いた表面プラズモン励起増強蛍光顕微鏡または蛍光マイクロプレートリーダー (2008)
  • 発明者名: 田和圭子、西井準治、金高健二、堀博伸、達吉郎
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許,特願2008-268112
  • 出願年月日: 2008-10-17