ガラスナノピペットを用いた単分子検出センサーの創成

• 研究課題/領域番号: 18K19018
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 渡邉 信嗣 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 助教 (70455864)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: ナノピペット / ナノポア / 増強ラマン散乱 / 単分子センサー / ラベルフリー / ラマン散乱

研究成果の概要

超高感度分子分析法として実用化が期待される増強ラマン散乱現象を利用した単分子センシング技術は、分子センシングに必須な金属ナノギャップ構造体の間隙制御性の低さゆえに、得られる信号が非常に不安定である課題がある。本研究では、ガラスナノピペットを用いたナノポア形成技術によって、上述の分子センシング技術の課題の克服を試みた。10nm程度の開口直径に形状制御したガラスナノピペットに対して、原子層堆積技術を用いることで、金属ナノギャップ構造をガラスピペット先端に再現性よく形成でき、さらに金属ナノギャップ間隔を数ナノメートルオーダーでよく制御できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

単分子センシングをナノピペットで実現するための基礎となる金属ナノギャップ構造を作製できることが実証できた。ナノギャップ構造を直接観察する技術も開発し、また、金属ナノギャップの間隙の制御もナノメートルスケールで実現し、研究計画において狙った構造が概ね作製できた。本研究の成果は、単分子センシング技術の発展に貢献するものである。