2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of tunable gold nanostructures for novel nanopore devices
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21H01736
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
三友 秀之 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (50564952)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斎木 敏治 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70261196)
矢野 隆章 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 教授 (90600651)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン共鳴 / 金ナノ粒子 / 可動型ナノ構造 / 分子検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、金属ナノ構造体が特定波長の光の照射下で示す表面プラズモン共鳴を利用した生体高分子の高感度検出法として、表面増強ラマン散乱測定基材の開発に取り組んでいる。表面プラズモン共鳴は金属ナノ構造体の中でも鋭利な部分で強く増強され、特に狭いギャップ部位において著しく増強されることが知られているが、その狭いギャップ部位にいかに効率的に測定対象物質を導入できるかが重要な課題となっている。本研究では、独自に開発した「ハイドロゲルを利用して金属ナノ構造体のギャップ距離を自在に制御する技術」を基盤に、より高感度化を達成するために三角形プレート状金ナノ粒子を用いて、その実現を目指した。三角形プレート状金ナノ粒子を自己組織化により集合化薄膜を形成すると、６つ粒子が頂点を向き合わせた形で集合化できた。この頂点が集まる部分は、粒子表面を有機分子で被覆しているため、完全に閉じることはなく、ナノサイズの孔を形成すると予想された。そこで、当該年度は、この頂点付近で形成されるナノ孔に積極的に測定対象分子（タンパク質）を導入するための仕組みを構築した。具体的には、タンパク質が粒子の表面に吸着しないように粒子表面の被覆分子の設計を行い、また粒子の下側にあるハイドロゲルが水を吸収する作用を利用して対象物質をナノ孔に積極的に取り込ませる仕組みを設計した。その結果、タンパク質１分子からラマン散乱シグナルを取得可能なほど、高感度な表面増強ラマン散乱測定基材の創製に成功した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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