光熱変換効果による単一ナノ粒子イメージング法の開発 (第6報)準共通光路型干渉計を用いたナノ粒子の熱応答性測定

摘要

粒径が数10 nm 以下のナノ粒子は，タンパク質をはじめ生体分子の単一分子検出のためのマーカとして生物分野で応用が期待されている．ここでは，ナノ粒子を簡易なシステムで2 次元イメージングすることが必要とされている．しかしながら，一般的な微粒子のイメージング手法である光学顕微鏡では，ナノ粒子による微弱な散乱光を観察することが困難である．そこで，本研究では，金属ナノ粒子が特定の波長域の光を強く吸収する局在表面プラズモン共鳴(Localized Surface Plasmon Resonance: LSPR)に着目した．局在表面プラズモン共鳴により効率的に光を吸収させ，吸収した光エネルギを熱エネルギに変換する光熱変換効果を組みあわせることで，粒子像を擬似的に拡大する．拡大した粒子像を準共通光路型干渉計により位相像として検出する手法を提案する．前報では，励起光照射条件を検討するため，ナノ粒子温度の時間変化を有限要素法により解析し，マイクロ秒オーダの熱応答性があることがわかっていたが，ナノ粒子検出システムの検出感度および時間分解能の低さが課題となっていた．そこで，本報告では，ナノ粒子の速い熱応答性を利用した検出感度向上を目的とし，点計測型のナノ粒子検出システムを構築し，金ナノ粒子の熱応答測定を行った．