近年，DNA分子やタンパク質分子からの蛍光の観察など，ナノ～サブマイクロメートルサイズの微小領域からの蛍光発光を検出する研究が盛んに行われている．しかし，このような微小領域からの蛍光は極めて微弱であり，検出するのは非常に困難である．すなわち，励起効率の低い試料からの微弱な蛍光を高感度に，再現性よく検出できる技術の開発が現在望まれている．そこで，本研究ではレーザー走査型の表面プラズモン共鳴蛍光顕微鏡の提案と試作を行い，その基礎特性について検討を行った．この顕微鏡は，表面プラズモン共鳴に伴う金属表面付近の電場増強作用を蛍光励起時と蛍光発光時の2度利用することにより，励起光と試料からの蛍光の両方を増強し，強い蛍光発光を検出するものである．具体的には，NA=1.3の油浸対物レンズを用いて，銀薄膜上にスピンコートした蛍光試料にレーザーを集光した．この集光スポットにより，銀表面に局所的に表面プラズモンを光励起し，その表面プラズモンによって増強された光電場を利用して蛍光を等方的に発光させる．さらに，この蛍光試料から放出した蛍光のうち，エバネッセント成分をもつ光電場で表面プラズモンを励起させる．これにより，本来，伝播できない成分の光を伝播光に変換し，検出する蛍光発光強度を大幅に増強することができる．試作した顕微鏡では，レーザーの反射光と試料からの蛍光は同じ対物レンズで集められ，この対物レンズの瞳面をCCDカメラで観察した．すると，極めて明るいリング状の蛍光を観察することができた．この蛍光リングは蛍光試料の膜厚や屈折率などによって，リングの径や強度が変化する．したがって，試料を走査しながら蛍光リングの状態を観察すれば，試料の2次元蛍光分布が測定可能である．実験では，蛍光試料にPMMAビーズを混合させ，微弱な膜厚の変化をもつ試料の2次元蛍光分布を計測し，提案した手法の有効性を確認するとともに，分解能評価を行った．また，フェムト秒超短パルスレーザーを励起光源として用い，2光子励起による表面プラズモン共鳴蛍光顕微鏡も試作した．2光子励起を用いると，表面プラズモンの励起に有利な近赤外光を用いながらも，紫外域の蛍光励起が可能である．その検証実験として，紫外域に吸収をもつ蛍光色素(Coumarin481)を用い，対物レンズの瞳面をCCDカメラで観察した．その結果，非常に明るいリング状の蛍光を確認できた．また，試作した顕微鏡により，試料の2次元蛍光分布も取得できることを示した．これらの結果から，2光子励起を用いた場合も，提案した手法の有効性を実証することができた。
～今日のヒトコト～
人間とは、忘れる生き物。
人間とは、変化する生き物。