近接場光による液液界面分子の分光学的研究

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液液界面は物質の移動場・反応場として重要な役割を担っており,様々なアプローチにより界面での分子挙動の解明が行われている。光熱変換分光法を液液界面に応用可能となれば,測定分子の適用範囲は拡大し有用である。液液界面での内部全反射による近接場光により界面分子を励起し,界面に平行にプローブ光を入射することにより,生成した屈折率変化をより高感度に検出可能になると考えた。本研究の目的は,全内部反射光熱偏向法による液液界酎計測への応用である。水・ドデカン界面にFe(II)-Dpp3錯体を生成させ,Arイオンレーザーで全反射条件で励起し,それによって生成した屈折率変化を界面平行方向から入射したプローブ光(He-Neレーザー)の偏向から検出する。最初に光学配置の最適化として,プローブ光の位置依存性を測定した。その結果,界面ごく近傍かつ油相側をプローブ光が通過するときに最大信号が得られることがわかった。これは,生成した熱レンズが極薄いことと,油相側でエンハンスメントファクターが大きいことが原因と考えられる。また,信号強度の大きさおよび安定性から変調周波数は90Hz前後が最適とされた。それらの実験条件で,検量線を求めたところ,S/N=3での検出下限が1/6,000単分子膜であると見積られ走。従来のプローブ光を界面垂直に入射する場合の検出下限と比較して,100倍以上の高感度化が達成された。この理由として,界面に広がった薄い熱レンズを変化を検出しやすい界面平行方向から検出していることと,プローブ光が単相のみを通過することから散乱などの影響を受けにくく,バックグラウンドが低下したことによると考察された。以上,本研究により液液界面分子検出法として従来の光熱変換法と比較して約2桁高感度な全内部反射光熱偏向法を開発することができた。