集束表面プラズモンを利用した顕微複屈折測定法の開発と細胞異常診断への応用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K04916
• 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): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 表面プラズモン / 複屈折 / 銀表面の親水化 / 大気圧低温プラズマ処理 / 光異性化

研究成果の概要

表面プラズモンを用いてナノ領域の複屈折をワンショットで測定する手法について開発を行い，光異性化材料における複屈折の生成や消失を測定することができた．さらに，測定基板上での生体細胞培養において，銀表面をポリマー薄膜で保護する手法を開発し，膜厚15~20 nmのPMMA薄膜の成膜に成功した．PMMA薄膜により金属層は保護され，細胞を培養することには成功したが，基板と細胞間に混入した不純物によって集束表面プラズモンの空間周波数応答スペクトルの尖鋭さが失われたため，細胞培養条件の精査などが課題として残った．

自由記述の分野

光計測

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，極めて微小な領域に生じる複屈折を極めて高い感度で測定する手法を開発することに成功した．不屈折は，光が媒質中を伝搬するとき，電場の振動方向によって感受する屈折率が異なる現象であり，たとえば，細胞異常は細胞に複屈折を発生させたり，消失させたりする．開発した手法は，細胞のサイズに比べ小さな領域の複屈折を高感度に測定する点で画期的であり，その実現には，金属表面の自由電子を光の電磁場がナノ領域で共鳴する集束表面プラズモンを利用した．