表面プラズモンを利用するナノ光機能界面の創成

使用表面等离子体创建纳米光功能界面

基本信息

批准号：
10874101
负责人：
渡辺茂
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kochi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

金属の薄膜・微粒子の表面に存在する表面プラズモンと外部電磁波との共鳴現象を利用した化学センサーの開発に向け,分子認識機能を備えたナノ光機能界面の構築について検討した.特に,分子インプリンティング法を取り入れ光機能分子の自己組織化単分子膜をAu薄膜上に作成し,分子認識機能を制御した単分子膜の作成を試みた.光機能分子は,(1)光機能部位(2)分子認識部位(3)吸着部位から成り,標的分子と会合体を形成した際,その化学構造に合わせて分子認識部位の立体構造が変化するように設計した(誘導適合型分子認識).このような会合体を自己組織化単分子膜作成法を用いてAu薄膜上に固定したのち、標的分子を除去することで鋳型に利用した標的分子に選択的なナノ光機能界面が形成できると考えた.初めに吸着部位のないプロトタイプの光機能分子として,柔軟な骨格に4個のアミド基が点在する分子認識部位を取り入れた発光性ルテニウム錯体1を設計・合成し,構造変化をともなう分子認識機能について評価した.^1H-NMR滴定実験から1は4個のアミド基と同時多点水素結合の形成が可能なジカルボン酸イオンに対してのみ立体変化を引き起こし,会合体を形成することがわかった.また,会合体の形成にともない吸収・発光スペクトルなどルテニウム錯体の光学的特性が著しく変化することを見出した.次に,1に吸着部位としてSH基を導入し,ジカルボン酸イオン存在下プリズム底面に蒸着されたAu薄膜表面上に自己組織化単分子膜を作成した.表面プラズモン全反射減衰測定実験から,単分子膜の分子認識機能がAu薄膜表面の微細構造の影響を著しく受け,鋳型ジカルボン酸イオンに対する選択性を発現させるには原子レベルで滑らかなAu薄膜を必要とすることがわかった.今後,このような問題の解決に向け,分子インプリンティング法を取り入れた自己組織化単分子膜作成法をAu超微粒子の表面修飾に適用する.

我们研究了具有分子识别功能的纳米光学功能界面的构建，以开发利用金属薄膜和细颗粒表面存在的表面等离子体激元与外部电磁波之间的共振现象的化学传感器。具有分子识别功能的纳米光学功能界面的构建取法。我们在金薄膜上创建了光学功能分子的自组装单层，并尝试创建具有受控分子识别功能的单层，识别位点（3）由吸附位点组成，并与目标分子形成聚集体。当时，分子识别位点被设计为根据其化学结构改变其三维结构（感应适应分子识别），使用自组装单层方法将这种聚集体沉积在薄金膜上。通过去除目标分子来去除模板。我们认为可以在本发明中使用的目标分子上形成选择性纳米光功能界面。首先，作为没有吸附位点的原型光功能分子，我们创建了具有点缀有四个酰胺基团的柔性骨架的分子识别位点。建立了发光钌络合物 1，其中包含^1H-NMR滴定实验表明，1仅对二羧酸离子发生空间变化，可以同时与四个酰胺基团形成多点氢键并形成聚集体。我们还发现，钌络合物的光学性质，如吸收光谱和发射光谱，随着聚集体的形成而发生显着变化。接下来，我们在1中引入SH基团作为吸附位点，并在1中引入二元酸Prism。离子的存在在沉积于底面的Au薄膜表面形成自组装单分子层。表面等离子体全反射衰减测量实验表明，单分子层的分子识别功能受Au薄膜表面精细结构的显着影响。对二羧酸根离子的选择性我们发现，要实现这一目标，需要在原子水平上光滑的薄金薄膜。未来，为了解决这个问题，我们将开发一种自组装单层制造方法，结合分子印迹方法叠加金薄膜。适用于细颗粒的表面改性。