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単一蛍光分子のダイナミック分光測定法の開発

单一荧光分子动态光谱测量方法的发展

基本信息

批准号：
06750051
负责人：
笹木敬司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、分子一個一個の動的特性を直接観測することを目的として、球形微粒子を利用した全く新しい時間分解分光計測法を開発した。本手法は、球形微粒子に被測定分子をドープして光励起し発光させると微粒子の界面を光が伝搬して共鳴する現象に基づく。球形微粒子における光共鳴現象について波動光学的に解析するとともにレート方程式を用いて誘導放出過程のシミュレーションを行った結果、共鳴は界面層の波長オーダーの領域にピコ秒オーダーの時間スケールで生成し、そのQ値は10^8にも達することを明らかにすることができた。また、この共鳴は界面層および微粒子近傍の屈折率、吸収係数によって大きく変化するという知見が得られた。このような球形微粒子における共鳴現象の特徴を利用して、微粒子の吸収、屈折率変化の情報を極めて高感度に観測する手法を考案し、単一分子の分光を目的とした時間分解分光計測システムを開発した。本システムは、レーザートラッピング技術により単一微粒子を捕捉・操作するとともに、超短パルスレーザーを照射して微粒子内の分子を発光させ共鳴を誘起する。発光の測定にはスループットが高い分光器および高感度の検出装置を利用し、微粒子内分子のスペクトルおよび時間分解過渡波形を観測する。また、発光の偏光特性から分子の動的特性を解析する新しい手法も併せて開発した。種々の蛍光分子をドープしたポリマーラテックス、微小液滴を作製し、開発したシステムを用いて高感度のダイナミック分光測定を行い、その有効性を検討した。

In this study, we developed a new method for measuring the kinetic properties of spherical particles by using a time-resolved spectrometer. This method is based on the phenomenon of optical resonance between spherical particles and measured molecules. The optical resonance phenomenon of spherical particles is analyzed by using the equation of induced emission process. The results show that the resonance interface layer has a wavelength of 10^8. The refractive index and absorption coefficient of the resonance interface layer near the microparticle are obtained. The characteristics of the resonance phenomenon of spherical particles are used to investigate the absorption and refraction of particles, and the detection method of high sensitivity is developed. The present invention relates to a method for capturing and manipulating micro-particles, and to a method for inducing resonance of molecules in micro-particles by irradiation. The detection of luminescence includes the use of high-resolution spectrometers and high-sensitivity detection devices, the detection of intra-particle molecular spectra and time-resolved transition waveforms. The new method of analyzing the polarization characteristics of light and the kinetic characteristics of molecules The light molecules of the species are selected from the group consisting of small droplets, small droplets, and small droplets.