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本課題では、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、および金と銀の合金（アロイ）からなるプラズモニックナノ粒子を用いた、マルチカラー１分子観察法を開発した。金ナノ粒子と銀ナノ粒子、およびその合金では、プラズモン共鳴のピークの波長が大きく異なる。この性質を利用してマルチカラー観察を達成した。
１．プラズモニックナノ粒子の表面コート法の最適化：金ナノ粒子、銀ナノ粒子、および金銀アロイナノ粒子の表面をストレプトアビジンでコートすることで、ビオチン化したタンパク質分子モーターに特異的に結合させる方法を確立した。
２．プラズモニックナノ粒子２色１分子観察光学系の時間分解能の改善：我々が以前開発した全反射型レーザー暗視野顕微鏡（Ueno BiophysJ 2010）にデュアルビュー結像光学系を導入し（Kinosita JCB 1991）、１台の検出器で２種のプラズモニックナノ粒子を同時に観察可能にした。さらに、検出器をEMCCDカメラから高速度CMOSカメラに変更し、時間分解能を50ミリ秒程度から10μ秒に改善した。
３．プラズモニックナノ粒子３色１分子観察光学系の構築：２の光学系に波長473 nmのレーザーを導入し、金：銀比が80：20のアロイナノ粒子の観察を可能にした。さらに、分光器を用いることで、シンプルな光学系による金ナノ粒子、銀ナノ粒子、金銀アロイナノ粒子の３色同時観察を可能にした。
４．脂質膜分子の拡散運動の３色同時観察：３で開発したイメージングシステムを用い、モデル脂質二重膜中のリン脂質の並進拡散運動を３色同時観察することに成功した。２つの粒子の近接によるプラズモンカップリングによる散乱波長の長波長シフトの検出にも成功した。
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