局在プラズモン共鳴を用いたナノ分光センサーの開発

利用局域等离子体共振开发纳米光谱传感器

• 批准号: 07F07824
• 负责人: 朝日 剛
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07824/
• 关键词: 局在プラズモン共鳴; 金ナノ粒子; 蛍光増強; 単一粒子分光; 顕微分光; 蛍光

金ナノ粒子局在プラズモン共鳴のナノ分光センサー応用を目的に、本研究では金ナノ粒子を蛍光色素で被覆したコアーシェルナノ構造の作製とコアーシェル構造における蛍光増強の単一粒子分光測定による評価・解析を行った。表面をアミノシランで修飾したガラス基板表面に静電吸着法により市販の金ナノ粒子コロイド(平均粒径40、100nm)を固定化し、その表面に蛍光色素分子の薄膜を真空蒸着し、蛍光分子被覆金ナノ粒子を作製した。今年度の主たる成果として、ペリレンビスイミド(N,N-bis(2,5-di-tert-butylphenyl)-3,4,9,10-perylene dicarboximide)の薄膜(膜厚5-30nm)において、金ナノ粒子近傍からの蛍光強度が約25倍を増強されることを見出し、その機構解明を行った。これまでの蛍光増強に関する研究例では、分子の励起確率の増大による蛍光増強が多く報告されてきた。一方、本研究では、蛍光増強度の粒子サイズや色素薄膜の膜厚依存性さらに蛍光増強度の励起波長依存性を詳細に検討し、ペリレンビスイミド薄膜の蛍光増強メカニズムが主に発光の遷移確率の増大であることを強く示唆する結果を得た。そして、本実験のように、吸収と発光スペクトルのストークスシフトの大きなエキシマ発光について調べることは、蛍光増強の機構における光吸収確率と発光遷移確率の増大の効果を実験的に区別して議論しその機構を解明する上で有力なアプローチであることが示された。また、本成果は幅射遷移確率の小さな発光が金ナノ粒子の局在プラズモン共鳴よって効果的に増強されることを示すものであり、金ナノ粒子局在プラズモン共鳴のナノ分光センサー応用の基礎として重要な知見である。

In this study, the preparation and analysis of the structure of gold particles in the field of optical spectroscopy for the purpose of optical resonance enhancement of gold particles were studied. The surface of the substrate was modified by electrostatic adsorption method, and the gold particles (average particle diameter 40 nm and 100nm) were immobilized. The thin film of fluorescent pigment molecules on the surface of the substrate was prepared by vacuum evaporation. This year's main achievements include: (N,N-bis(25-di-tert-butylphenyl)-3,4,9,10-perylene dicarboximide) thin films (film thickness 5-30nm), which show a 25-fold increase in luminous intensity near gold particles, and a mechanism for solving the problem. The increase in molecular excitation accuracy and the increase in fluorescence intensity are reported in this paper. On the other hand, this study investigated in detail the dependence of the particle intensity and the film thickness of the pigment film on the excitation wavelength dependence of the fluorescence intensity of the pigment film, and obtained the results of the increase in the mobility of the main emission. The difference between the absorption accuracy and the increase in the mobility of light emitted by the mechanism for increasing the absorption accuracy and the increase in the mobility of light emitted by the mechanism for increasing the absorption accuracy is discussed. The results show that the radiation mobility of gold particles is small, the resonance effect of gold particles is strong, and the fundamental knowledge of gold particles in the resonance effect is important.

项目成果

Fabrication of fluorescent nanoparticles of dendronized perylenediimide by laser ablation in water

• DOI: 10.1007/s00339-008-4661-5
• 发表时间: 2008-06
• 期刊: Applied Physics A
• 作者: R. Yasukuni;T. Asahi;T. Sugiyama;Hiroshi Masuhara;Hiroshi Masuhara;Michel Sliwa;Johan Hofkens;F. Schryver;M. Auweraer;A. Herrmann;K. Müllen

Modification of the fluorescence spectra of dye thin film by surface plasmon resonance

表面等离子体共振对染料薄膜荧光光谱的修饰

• 发表时间: 2008
• 作者: Guillaume Laurent;Tsuyoshi Asahi
• 通讯作者: Tsuyoshi Asahi

Size-dependent Fluorescence Spectra of Individual Perylene Nanocrystals Studied by Far-Field Fluorescence Microspectroscopy Coupled with Atomic Force Microscope Observation

通过远场荧光显微光谱结合原子力显微镜观察研究单个苝纳米晶体的尺寸依赖性荧光光谱

• 发表时间: 2008
• 期刊: Polish Journal of Chemistry
• 作者: Tsuyoshi Asahi;Hideki Matsune;Ken Yamashita;Hiroshi Masuhara;Hitoshi Kasai;and Hachiro Nakanishi
• 通讯作者: and Hachiro Nakanishi

バイオセンサーの先端科学技術と応用

生物传感器先进科学技术及应用

• 发表时间: 2007
• 作者: 朝日 剛;他41名
• 通讯作者: 他41名

Single particle spectroscopy and tracking of gold nanospheres in living cells by conforcal light scattering microsopy

共焦光散射显微镜对活细胞中金纳米球的单粒子光谱和追踪

• 发表时间: 2008
• 期刊: 2008LEOS Summer Topical Meeting
• 作者: Tsuyoshi Asahi;Takayuki Uwada;Guillaume Louit;Hiroshi Masuhara
• 通讯作者: Hiroshi Masuhara