光熱変換顕微鏡による液液界面計測手法の開発

光热转换显微镜液-液界面测量方法的开发

基本信息

批准号：
12875160
负责人：
藤浪眞紀
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では光熱変換を用いて分光学的に液液界面の局在分子の定性・定量分析を行うことを目的とした。我々はこれまで熱レンズ顕微鏡を開発し,μmレベルの空間分解能で10^<-21>molの検出下限を達成していろ。一方で,分子の吸光波長である励起光と熱発生によって生成した屈折率変化(熱レンズ)を検出するプローブ光が同軸上にあるため,光軸方向の分解能は数μm以上となる。その問題を解決するために全反射によるエバネッセント光による励起を利用した光熱変換液液界面測定を着想した。高感度分析のためには,界面にしみだした百数十nmのエバネッセント光によって励起された分子によって発生した屈折率変化を測定するためのプローブ光の導入の最適化がポイントとなる。比較実験の結果,界面に対して垂直に入射するよりも,界面に対して平行に入射し,その偏向を測定する光熱偏向法が感度において2桁程度有利であることがわかった。一方で,プローブ光の位置による信号強度の依存性は非常に大きく,その中心がやや油相側にあるときが最大となることも示された。これは油相側において増感率が水よりも二桁以上大きいことによると考えられる。モル吸光係数22,400M^<-1>-cm^<-1>の鉄バソフェナントロリン錯体が水/ドデカン界面に局在する分子であることを利用して検出下限(S/N=3)を求めたところ,分子平均占有面積換算で22.2nm^2と見積もられた。この値は1/100単分子膜の検出に成功したことを意味している。本研究結果は,光熱変換顕微鏡開発のための基礎的なデータを与え,本光学配置を顕微鏡下に組み込むことにより三次元的に空間分解能がμmレベルの分析手法開発につながることが期待される。

该目标是使用光热转化率在光谱上对液体液体界面的局部分子进行定性和定量分析。我们以前已经开发了热透镜显微镜，并以μm的空间分辨率达到了10^<-21> mol的检测下限。另一方面，由于激发光是分子的吸光度波长，并且探针光同时探测了由热产生产生的折射率变化（热透镜），因此光轴方向上的分辨率为几μm或更多。为了解决这个问题，我们使用evanevanscent Light激发了由于全反射而构想的光热转化液液体界面。为了进行高灵敏度分析，关键是优化探针光的引入，以测量由evanescent Light激发的分子引起的折射率变化，该分子在一百个或以上的NM处渗入了界面中。比较实验表明，平行于界面并测量其挠度的光热挠度方法在灵敏度上具有大约两个数量级，而不是垂直于界面的入射。另一方面，还表明，信号强度依赖于探针灯的位置非常大，而最大值是中心略微位于油相侧时。这被认为是由于以下事实：石油相位的敏化速率比水高两个以上的数量级。使用以下事实确定较低的检测极限（S/n = 3），即摩尔灭绝系数为22,400 m^<-1> -cm^<-1>是在水/二货烷界面上定位的分子，估计（s/n = 3）的均量为22.2nmm^2n。该值意味着1/100单层的检测成功。这项研究的结果为发展光热转化显微镜的开发提供了基本数据，并且可以预期，通过在显微镜下纳入这种光学布置，它将导致分析方法的发展，并在三维三维的空间分辨率下开发分析方法。