表面プラズモンと弾性表面波の相互作用を用いた化学分析法の研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62550028
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 塩川 祥子 静岡大学, 工学部, 助教授 (50016599)
• 研究分担者: 森泉 豊栄 東京工業大学, 工学部, 教授 (80016534)
• キーワード: 表面プラズモン / ラマン・ナス回折 / 弾性表面波 / バイオセンサ

研究概要

金属薄膜表面上に励起された表面プラズモン (SPと略) が弾性表面波による動的グレーティングからどのような影響を受けるかを実験的に明きらかにすること、およびその結果をガス系と溶液系の化学センサに応用することを目的とした。その結果次のような成果が得られた。
1.ラマン・ナス回折光の一次光における新たなSPの励起の観測
SPを弾性表面波と共に励振させるためプリズムはLiNbO_3単結晶、弾性表面波の励振が最も強い128°回転YカットX伝搬とし、中心周波数100MH_Z(波長Δ=40μm)とした。レーザーはHe-Neを用いた。その結果、LiNbo_3の異方生に基づく、正常・異常反射がまず生じ、次に弾性表面波のグレティングによるラマン・ナス回折の正常・異常回折が観測された。0次光のSPの発生につづいて、一次ラマン・ナス回折にも、新しいSPの励振が実験的に見い出された。これは、SPと弾性表面波による動的グレーティングの相互作用による新しいSPの発生と見てよい。今後、回折現象における複雑な物理の解明を行い、化学センサーなどへの応用も進めてゆきたい。
2.SPによる免疫反応の検出
SPと弾性表面波の相互作用を化学反応の検出に応用するための基礎研究として免疫反応のSPによる検出実験を行った。プリズムはBK7を用い、金の薄膜表面上には有機膜をつけ、その上に抗体(抗α-フェトプロテイン)を固定化した。これに抗原を反応させ、免疫反応をSPの角度変化として検出することに成功した。この過程において有機膜、ブロッキング、抗体の固定化、免疫反応、さらに抗原の酸による解離など、すべての表面現象をSPにより検出可能であった。また同時に弾性表面波においても免疫反応により音速がどのように変化するか基礎実験を行い、今後の研究の基礎を固めることができた。

研究成果

• [文献書誌] Showko,Shiokawa;Toyosaka,Moriizumi: Jpn.J.Appl.Phys.27. 142-144 (1988)
• [文献書誌] Touru,Nomura;Tsutomu,Yasuda;Showko,Shiokawa;toyosaka,Moriizumi: IEEE Trans.Ultrason.Ferroelec.Freg.Contr.35. 646-651 (1988)
• [文献書誌] 塩川祥子,森泉豊栄: 日本音響学会春季講演論文集. 3月. 773-774 (1988)
• [文献書誌] 桑原正和,塩川祥子,森泉豊栄: 日本音響学会秋期講演論文集. 10月. 849-850 (1988)
• [文献書誌] 塩川祥子,桑原正和,森泉豊栄: 電子情報通信学会技術報告集. US88-44. 13-20 (1988)
• [文献書誌] 桑原正和,塩川祥子: 日本音響学会春季講演論文集. 3月. 677-678 (1989)
• [文献書誌] 宇佐美靖,澤田則和,塩川祥子,森泉豊栄: 日本音響学会春季講演論文集. 3月. 679-680 (1989)
• [文献書誌] 孫暁春,塩川祥子: 孫暁春,塩川祥子:
• [文献書誌] 松井義和,窪田寛: 第36回応用物理学関係連合講演予稿集. 4月. 4PG3 (1989)