ファラデー効果を利用する顕微キラルイメージング法の発明

发明利用法拉第效应的显微手性成像方法

基本信息

批准号：
19655026
负责人：
渡會仁
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ファラデー回転角あるいはヴェルデ定数は、光学的に透明な液体や有機物、無機物の屈折率に磁気誘起キラリティーを示す。たとえば、水のヴェルデ定数は5.083度/Tcmでトルエンの10.3度/Tcmとは明らかに異なる。そこで、ファラデー回転角を顕微2次元画像として測定し、透明な試料においても磁気キラルイメージが得られることを示した。本研究では、パルス磁場を利用する顕微磁気キラルイメージング法を発明し、以下の点を明らかにした。1)パルス磁場の発生装置を作製した。2)レーザー光を用いる顕微偏光計測系を組み立てた。3)液体試料の顕微偏光測定を行い、パルス磁場変調による2次元のファラデー効果をCCDカメラで画像として測定した。これまで、液体や有機物のファラデー回転角(ヴェルデ定数)の実測値は極めて少なく、ましてや生体組織については皆無であることから、基礎的なデータとして、さまざまなソフトマテリアルのファラデー回転角の測定を行い、ヴェルデ定数と液体分子の電子構造や他の物性(特に磁化率)との相関性を実験的に検討した。このようなデータの集積により、今尚有効な理論がなく、また実験的にもデータの蓄積が少ないファラデー効果に対する理解が一層深化した。このように、本研究では、顕微磁気キラルイメージング法の原理を実証し、プロトタイプの顕微キラルイメージング装置を構築し、当初の目的を達成することができた。

法拉第旋转角或维尔德常数表示光学透明液体、有机材料和无机材料的折射率中的磁感应手性。例如，水的费尔德常数为 5.083 度/Tcm，这与甲苯的 10.3 度/Tcm 明显不同。因此，我们测量了法拉第旋转角作为二维显微图像，结果表明即使在透明样品中也可以获得磁手性图像。在这项研究中，我们发明了一种使用脉冲磁场的微磁手性成像方法，并阐明了以下几点。 1）我们创建了一个脉冲磁场发生器。 2）我们使用激光组装了显微偏振测量系统。 3) 对液体样品进行显微偏振测量，并使用 CCD 相机将脉冲磁场调制引起的二维法拉第效应测量为图像。到目前为止，对液体和有机材料的法拉第旋转角（维尔德常数）的实际测量还很少，更不用说对活体组织的法拉第旋转角了，因此我们通过实验测量了各种软材料的法拉第旋转角作为基础数据。研究了费尔德常数与液体分子的电子结构和其他物理性质（特别是磁化率）之间的相关性。这些数据的积累进一步加深了我们对法拉第效应的认识，而法拉第效应目前还没有有效的理论，实验数据也很少。这样，在本研究中，我们能够演示微磁手性成像的原理，构建原型微手性成像装置，实现我们最初的目标。