2014 Fiscal Year Research-status Report
光捕捉銀ナノ微粒子による表面増強ラマン・ハイパーラマン散乱の同時マッピング測定
| Project/Area Number |
25410029
|
|---|
| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
北濱 康孝 関西学院大学, 理工学部, 理工学部研究員 (00342775)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 幸洋 関西学院大学, 理工学部, 教授 (00147290)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 光ピンセット / 表面増強ラマン散乱 / 表面増強ハイパーラマン散乱 / 赤外吸収分光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまでは、マーカー分子を修飾した金属ナノ微粒子を生体細胞に挿入し、様々な位置からの表面増強ラマン散乱（SERS）や表面増強ハイパーラマン散乱（SEHRS）スペクトルを測定して、その変化などをマッピングするという測定が行われてきた。
今回、ローダミン６Gを吸着させた銀ナノ微粒子をレーザートラップすることで任意の位置に捕捉できるようにして、SERSやSEHRSを測定した。その際、SEHRSで観測されなかった赤外活性振動モードを密度汎関数法による計算で可視化し、その振動モードが銀表面に対して平行となってプラズモン増強が起こらないような吸着分子の配向方向を決定することができた。
さらに、酵母に銀ナノ微粒子を吸着させた後に、その微粒子に近赤外レーザーを集光し続けたところ、周辺の微粒子も凝集したためにSERS信号強度が増大することが確認された。
酵母をグラム染色に用いられるクリスタルバイオレットで染色した後に、銀ナノ微粒子を吸着させて近赤外レーザーを集光すると、その色素のSEHRSスペクトルが観測されたが、銀ナノ微粒子に色素を吸着させた時のスペクトルと比較するとピーク位置がシフトしていることが判明した。これは色素分子と酵母の相互作用を検出している可能性があり、その影響を詳細に検討する必要があると思われる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ローダミン６Gにおいて、1082cm-1の表面増強ハイパーラマン散乱（SEHRS）ピークが観測されなかったが、本来なら赤外活性のモードなのでハイパーラマンでも活性なはずである。そこで、1082cm-1の赤外活性振動モードを密度汎関数法による計算で可視化することで、その振動モードが銀表面に対して平行となってプラズモン増強が起こらないような吸着分子の配向方向を決定することができた。これにより、励起光の偏光依存性を調べることなく平成２６年度の研究目標である「吸着分子の配向方向の情報」を得ることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
染色した酵母からのSERS・SEHRSスペクトルと銀ナノ微粒子に吸着させた色素からのスペクトルを比較することで、色素と酵母内の分子との相互作用を推定する。銀ナノ微粒子を吸着させた酵母自体からのSEHRSスペクトルは非常に弱いため、金ナノ微粒子を使用することも考えている。
また、数マイクロメーターの大きさの酵母の他に、数十マイクロメーターの長さを持つDNAを対象とすることも検討している。DNAはリン酸の働きで負電荷を有しており、そのままでは銀ナノコロイド微粒子は吸着しない。そこで、レーザートラップで銀ナノコロイド微粒子をDNAに押し付けることで任意の位置からのSERS・SEHRSスペクトルが測定できるものと思われる。
|
