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局在型および伝搬型表面プラズモン共鳴の結合による高感度疾病スクリーニング法の研究

定域与传播表面等离子共振相结合的高灵敏疾病筛查方法研究

基本信息

批准号：
14J09886
负责人：
李禮林
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、局在型および伝搬型表面プラズモン共鳴の結合による小型高感度かつ疾病バイオマーカに選択性を有する疾病スクリーニングセンサの開発を目的とする。そのために局在型表面プラズモン共鳴を励起する金微小球（径100nm）を、伝搬型表面プラズモン共鳴を励起する逆ピラミッド型凹構造（幅124nm)の中にトラップさせた周期的立体構造を考案した。微小球と凹構造の組合せによるプラズモン共鳴には二つのモードが存在することが3次元時間差分領域法による光学シミュレーションで分かった上で、それぞれの共鳴メカニズムを2次元有限要素法によって明らかにした。計算結果から、微小球と凹構造の間に形成される狭小ギャップに強い電場増強が確認され、その増強値は長波長側の共鳴波長で最大になることが分かった。更に、光エネルギーフローと電場分布の解析により、強い電場増強は微小球と凹構造の相互作用によるものであることを明らかにした。このような局在型と伝搬型表面プラズモン共鳴の結合に関する研究はまだ少なく、これらの結果はプラズモニクス分野の研究領域拡大へつながると期待できる。工学的には構造の周期性と簡単な自己組織化技術によるロバストな形状コントロール性を持ち、作製と評価の再現性確保が容易である。実際に直径100 nmの金微粒子を逆ピラミッド型凹構造の中にトラップした周期350 nmの立体構造配列を試作し、暗視野顕微鏡による散乱スペクトルからシミュレーション結果の妥当性を検証した。構造周りにベンゼンチオールを極微量ドープし、構造の共鳴波長に近い励起波長の633nmレーザーによるラマン散乱を計測し、表面増強ラマン散乱によるピーク強度の定量的に評価し、単分子計測による構造の強い表面増強ラマン散乱性能を検証した。

The purpose of this study is to explore the development of small, high sensitivity, disease selectivity, and resonance in the presence of local and local surface changes. A case study of periodic three-dimensional structure of gold microspheres (diameter 100nm) excited by resonance on the surface of a metal plate (diameter 124nm) The micro-sphere structure is composed of two kinds of resonance, three kinds of time difference domain method, three kinds of optical resonance and two kinds of finite element method. The calculation results show that the formation of micro-sphere and concave structure is narrow, the increase of strong electric field is confirmed, and the increase of strong field is maximum at the resonance wavelength side. In addition, the analysis of the electric field distribution of the light source, the increase of the electric field intensity, the interaction of the micro-sphere and the concave structure, and the analysis of the electric field distribution of the light source. The research on the combination of resonance in the surface of the model and the transfer model is expected to be carried out in a large number of fields. The periodicity and simplicity of the structure of engineering are easy to maintain, control and evaluate. In fact, the gold particles with a diameter of 100 nm were arranged in a three-dimensional concave structure with a period of 350 nm, and the results of the dark field microscope were verified to be appropriate. The structure is characterized by the following characteristics: 1. the particle size is small, 2. the resonance wavelength of the structure is small, 3. the excitation wavelength is small, and 3. the scattering property is small. 2. the scattering property is small. 3. the scattering property is small.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effective light concentration in gold short nanosphere chain on platinum mirror for surface-enhanced Raman scattering

DOI：
10.1063/1.4896688
发表时间：
2014-09-22
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Lee, Yaerim;Abasaki, Minoru;Delaunay, Jean-Jacques
通讯作者：
Delaunay, Jean-Jacques

Gap Plasmons Multiple Mirroring from Spheres in Pyramids for Surface-Enhanced Raman Scattering

DOI：
10.1021/acsphotonics.6b00631
发表时间：
2016-12-01
期刊：
ACS PHOTONICS
影响因子：
7
作者：
Lee, Yaerim;Kamal, A. Syazwan A.;Delaunay, Jean-Jacques
通讯作者：
Delaunay, Jean-Jacques

Triple-walled gold surfaces with small-gaps for nonresonance surface enhanced Raman scattering of rhodamine 6G molecules

DOI：
10.1116/1.4938483
发表时间：
2016-01-01
期刊：
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B
影响因子：
1.4
作者：
Baba, Tatsuya;Lee, Yaerim;Takigawa, Ryo
通讯作者：
Takigawa, Ryo

High sensitivity refractive index sensing with strong light confinement in high-aspect-ratio U-cavity arrays

高纵横比 U 型腔阵列中具有强光限制的高灵敏度折射率传感

DOI：
10.1016/j.snb.2014.05.033
发表时间：
2014
期刊：
Sensors and Actuators B
影响因子：
0
作者：
Yaerim Lee;Etsuo Maeda;Ya-Lun Ho;Shigenori Fujikawa;and Jean-Jacques Delaunay
通讯作者：
and Jean-Jacques Delaunay