近視野顕微鏡を利用した超微小領域での高感度分析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455389
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小川 禎一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50028156)
• 研究分担者: 井上 高教 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (40243969)
• キーワード: レーザー / 顕微鏡 / 高感度分析 / 微小領域 / 水面 / 蛍光 / ポルフィリン / シアニン

研究概要

1.研究目的
超微小領域での高感度・高機能分析手法の確立のため、近視野レーザー蛍光顕微鏡・共焦点レーザー蛍光顕微鏡を試作し、溶液表面を対象にキャラクタリゼーションを行う。
2.研究成果
レーザー蛍光法を基礎に、液体や溶液のμm程度の表面を高感度計測した。
(1)装置の試作……2次元光子計数型光子検出器(ICCD)を購入し、高感度分光顕微鏡を組み立てた。光源としては既設のAr-ionレーザー・半導体レーザーを用いた。
(2)光学ファイバー束の活用……40本のファイバー束を用い、顕微鏡焦点では丸く束ね、分光器スリット上では直線に並べ、各ファイバーからの蛍光スペクトルをCCD上に表示した。画像上で分子の動きの追跡や背景光差引が可能となった。
(3)画像処理……分光器を通さず直接CCD上に結像することにより、焦点面での分子分布をカラー画像で表示できる。水溶液表面上で分子が島のように凝集していることを示した。
(4)ポルフィリンの水面上での蛍光スペクトル……水面上での蛍光スペクトルは飽和炭化水素中に類似し、水面がきわめて疎水的である。
(5)時間分解蛍光法にもとづく表面の動的過程……水面上のポルフィリン分子の時間分解蛍光スペクトルを測定し、水面上でのクラスター生成による時間的揺らぎを見出した。
(6)シアニン色素の水面上での蛍光スペクトル……水面上の蛍光スペクトルを測定し、水表面は炭化水素のように疎水的であることを示した。
(7)結語……水面では蒸発のため積算時間が長く取れず、現在のスペクトル感度は千個程度であり、目標としていた数個の分子のレベルにまでは到達していない。

研究成果

• [文献書誌] 小川禎一郎: "レーザーで見る表面" 表面. 34巻9号. 501-506 (1996)
• [文献書誌] J.M.Song,T.Inoue,H.Kawazumi,T.Ogawa: "Highly sensitive detection using laser two-photon excited fluorescence in capillary electrophoresis" J.Chromatogr.A.765巻2号. 315-319 (1997)
• [文献書誌] Y.Q.Li,S.Sasaki,T.Inoue,T.Ogawa: "CCD-based confocal laser-microscope system for spectroscopic investigation and direct imaging" Analytical Science. 13巻補号. 81-84 (1997)
• [文献書誌] Y.Q.Li,S.Sasaki,T.Inoue,T.Ogawa: "Hydrophobicity of water at the surface as studied by laser-induced fluorescence microscopy" Laser Chemistry. 18巻1号(印刷中). (1998)