多孔質層を用いた超高感度表面プラズモン共鳴センサーの開発とDNA検出への応用

利用多孔层的超灵敏表面等离子体共振传感器的开发及其在DNA检测中的应用

• 批准号: 18750058
• 负责人: 山口 央
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750058/
• 关键词: レーザー分光分析; 表面プラズモン共鳴; バイオセンサー; 陽極酸化アルミナ

表面プラズモン共鳴(SPR)分光法は,金属薄膜表面にセンシングレイヤーを形成し,検体試料の吸着に伴う金属薄膜表面の屈折率変化をSPR角度(反射率が最小となる入射角度)シフトとして観測する手法である。SPR分光法では無色・無発光の検体試料のセンシングが可能であることから,ラベルフリーのin-situバイオセンシング手法としてポストゲノム研究におけるキーテクノロジーと位置づけられている。しかしながら,DNAや代謝物など生体小分子の吸着に伴うSPR角度シフトは微小であり,従来の蛍光法やラジオアイソトープ方に比べてSPR分光法の感度は低く,SPR応答の高感度化はバイオセンシング開発における最も重要な課題の一つである。そこで、本研究では,「多孔質層をセンシングレイヤーとしたSPR分光法の超高感度化」を目的とし,超高度化へ向けた多孔質層形成手法の確立とDNAセンシングへの応用を行った。本年度は、陽極酸化による多孔質アルミナとアルミ積層膜の形成条件を確立し、自作のSPR測定系を用いてその反射スペクトル測定を行った。グリーンヘリウムネオンレーザーを光源とした測定では、フレネル計算で予測されたとおりに反射率減少ディップが現れること、屈折率変化に対して鋭敏に応答することを確認した。さらに、光源を白色光とした測定系を用いることで、反射率減少ディップの出現波長と入射角度についての理論的・実験的検証を行った。得られた結果は、目的とする手法が高感度検出手法として機能しうることを示した。

Surface resonance spectroscopy (SPR) is a method for measuring the reflectance of a metal film surface, and the reflectance of the metal film surface changes with the absorption of a sample. SPR angle (incidence angle at which the reflectance is minimum) is measured. SPR spectroscopy is a method for determining whether a colorless or non-luminescent sample can be isolated from the sample. The absorption of small molecules by DNA and metabolites is accompanied by SPR angle. The sensitivity of SPR spectroscopy is lower than that of SPR spectroscopy. One of the most important problems in the development of SPR spectroscopy is the high sensitivity of SPR response. In this study, the purpose of "ultra-high sensitivity of SPR spectroscopy for porous layer formation" was to establish a method for ultra-high sensitivity of porous layer formation and to implement DNA technology. This year, the conditions for the formation of a porous multilayer film were established and the SPR measurement system was used. The light source is measured and the refractive index is determined. In addition, the light source is white light and the measurement system is used. Therefore, the theoretical and practical verification of the reflectivity reduction of the appearance wavelength and incident angle of the diode is carried out. The result of the test is high sensitivity, and the test is high sensitivity.

项目成果

多孔質アルミナ膜での光導波路モード制御による新規センシング手法

在多孔氧化铝薄膜中使用光波导模式控制的新传感方法

• 发表时间: 2007
• 作者: 堀田一海;山口央;寺前紀夫
• 通讯作者: 寺前紀夫

Integration of mesostructured silica with bathophenanthroline into a porous alumina membrane by one-pot synthesis method

一锅合成法将介孔二氧化硅与红菲绕啉集成到多孔氧化铝膜中

• 发表时间: 2008
• 期刊: Micropor. Mesopor. Mat 113
• 作者: Logudurai Radhakrishnan;Akira Yamaguchi;Wensheng Fu;Hideaki Kaneda and Norio Teramae
• 通讯作者: Hideaki Kaneda and Norio Teramae