| 研究概要 |
単一分子感度ラマン分光の確立:(1)巨大増強のメカニズムについて,化学的増強効果の本質を明らかにするために、化学還元法で形成した溶液中の銀ナノ粒子について、ハロゲン化物イオンのSERS増強度や色素分子の吸着に与える効果を検討した。基板上に固定した銀ナノ粒子について,ハロゲン化物イオン添加によるSERS活性の変化、及びAFMやSEM、XPSによる観察を併用して、形状の変化と付加的な(化学的)増強効果を分離する方法を見出した。これにより、ハロゲン化物イオンは、銀表面残留物を置換し、カチオン性色素を強く吸着させ、Agと吸着分子の間の電子移動相互作用を誘起することで、電磁気学的増強を変えることなく、化学的増強を活性化することが明らかとなった。また、チオ硫酸イオンは、逆にAgナノ粒子を溶解することなく、Agカチオンのみを溶解することで、R6Gを同時に溶出させ、化学的増強を失活することが明らかとなった。(3)局所電場の理論計算と電子ビームやナノ粒子リソグラフィを用いて、単一分子ラマン感度を有する金及び銀ナノ構造配列を形成する方法を検討した。従来の電子ビームの空間分解能を超えて、かつ金属蒸着時の粒子状成長を抑え手法について,見通しを得た。その最適化により、定量分析に利用できるSERS活性金属ナノ構造配列を形成するための指針を得た。(4)生体分子に適用し、DNA塩基配列の違いやハイブリダイゼーション、アミノ酸・ポリペプチドの同定など高感度での分子認識、定量分析可能性が確認できた。
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