1 0 0 0 ホタル生物発光と物理(話題)
- 著者
- 秋山 英文 望月 敏光 樋山 みやび
- 出版者
- 一般社団法人日本物理学会
- 雑誌
- 日本物理學會誌 (ISSN:00290181)
- 巻号頁・発行日
- vol.69, no.4, pp.218-222, 2014-04-05
1 0 0 0 OA 多体クーロン相互作用を含む利得理論計算の実用化と高品質量子細線レーザーによる検証
半導体レーザーの利得性能計算には、自由電子近似に基づくバンド理論が用いられてきた。本研究では、計算パラメータをk・p 摂動論に基づいて決定し、1 次元量子細線系と2 次元量子井戸系用のキャリア間多体クーロン相互作用を平均場近似で取り入れ、レーザーのモード利得を定量的に計算する理論を、コードとして試作した。遮蔽クーロン相互作用の波数依存性を無視した計算も行った。実験では、高品質3周期T型量子細線試料を用いて、利得スペクトルのキャリア密度依存性を精密測定した。理論により得られた定量的利得スペクトルやピーク利得値を実験と比較して、開発した理論の有用性を明らかにした。
1 0 0 0 生物発光スペクトル絶対定量分光計測とホタル発光色決定機構
高い精度で生物化学溶液発光の絶対定量分光計測を行うための技術装置開発を進め、量子収率の評価や、種の異なる生物など様々な発光酵素にまたがった発光スペクトルの直接比較を行えるようにし、古くから関心の的でありながら未だ理解されていない、ホタル生物発光の発光色決定機構の解明に迫ることが本研究の目的である。産業技術総合研究所・光放射標準グループによって国家標準トレーサブル校正が行われたフォトダイオードと、併せてダングステンランプおよび干渉フィルターを用いた光源を用いて校正を行い、0.29%の集光効率と約5.7%の分光器透過率を経てCCD検出器で19フォトン/カウントの絶対感度で生物発光絶対量分光計が行えるようになった。天然北米産ホタルの精製ルシフェラーゼを用いて、ホタル生物発光の量子収率計測のpH依存性と温度依存性の実験を行い、我々自身による過去の測定値41.0±7.4%に近い、47.1±6.5%という値を得た。天然北米産ホタルの精製ルシフェラーゼを用いて、通常のMgの代わりに、Zn、Cd、Ni、Co、Ca、Mnなどの金属イオンを付加したことによるスペクトル変化の定量計測を行った。Ca、Mnでは、Mgの場合と同様に色変化は起きなかったが、Zn、Cd、Ni、Coを添加した場合には、pH依存性の結果と同様に、緑側の発光成分の量のみが金属イオン量に応じて変化し、赤側の発光成分は変化しないという兆候が見られた。また、発光スペクトルが、1.85eV、2.0eV、2.2eVにピークをもつ3つのガウス型ピークに分解する解析が可能であることもわかっているので、発光スペクトルをピーク強度、位置、幅の3つのパラメータとして数値化して整理し、金属イオン依存性を定量的にプロットした。色変化の感度の大小は、Mg、Ca、Mn<Co、Ni<Zn、Cdのような序列に従っていることがはじめて明らかになった。
1 0 0 0 ソリッドイマージョンレンズを用いた顕微蛍光計測法
- 著者
- 吉田 正裕 小山 和子 馬場 基芳 秋山 英文
- 出版者
- 一般社団法人日本物理学会
- 雑誌
- 日本物理學會誌 (ISSN:00290181)
- 巻号頁・発行日
- vol.55, no.10, pp.772-778, 2000-10-05
ソリッドイマージョンレンズと呼ばれる固体レンズを顕微計測と組み合わせて使用することで,光の回折限界を超えた高い空間分解能,かつ,高い検出効率での光学計測が可能となる.その利点を活かして,産業分野では高密度光記録分野などへ応用され始めている.また,物性研究の分野においても有用な高分解顕微計測法として注目され始めている.本稿では,ソリッドイマージョンレンズの原理,基本性能について,応用上重要である収差や分解能,高い蛍光検出効率を中心に説明する.また,物性研究分野への応用として,半導体ナノ構造のソリッドイマージョン顕微蛍光画像・分光計測について紹介する.