| 研究課題/領域番号 |
18H01804
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三友 秀之 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (50564952)
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| 研究分担者 |
矢野 隆章 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 准教授 (90600651)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 金ナノ構造 / 動的構造制御 / 表面プラズモン共鳴 / ゲル / 脂質膜 |
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| 研究実績の概要 |
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、狭いギャップ部位に大きな生体高分子を導入することは容易ではない。これまで研究実施者はハイドロゲルの体積変化を利用することでギャップ距離を動的に制御する手法により狭いギャップ部位に大きな物質を導入する効率を高める手法を開発してきたが、さらなる高感度化が必要であった。そこで、ゲルを利用した金ナノ構造体間ギャップ距離の制御性について詳細に検討を行い、本手法の有効性を明らかにし、報告した。さらに、強い表面プラズモン共鳴の効果が得られると期待される鋭利なエッジを有する三角形プレート状ナノ粒子を用いた手法の開発に取り組んできた。当該年度においては、基板上に固定化した脂質膜の流動性を利用した手法で、金ナノ粒子が脂質膜上で流動的に動き、最適化な配置の形成が可能であるかの検討を行ったが、想定したほどのダイナミックな動きを観察するには至らなかった。一方で、これまでに取り組んできたハイドロゲルの体積変化を利用した制御の研究において、金ナノ構造体が近接すると構造体の回転により最適な構造を形成可能であることが示唆されたため、三角形プレート状ナノ粒子を高密度にゲル表面に固定化して、距離制御するシステムの開発を進めた。その結果、表面プラズモン共鳴がカップリングできる程度の距離で三角形プレート状ナノ粒子を固定化することに成功し、動的に距離制御できるところまで進んだ。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度においては、基板上に固定化した脂質膜の流動性を利用した手法で、金ナノ粒子が脂質膜上で流動的に動き、最適化な配置の形成が可能であるかの検討を行ったが、想定したほどのダイナミックな動きを観察するには至らなかった。一方で、これまでに取り組んできたハイドロゲルの体積変化を利用した制御の研究において、金ナノ構造体が近接すると構造体の回転により最適な構造を形成可能でであることが示唆されたため、三角形プレート状ナノ粒子を高密度にゲル表面に固定化して、距離制御するシステムの開発を進めた。その結果、表面プラズモン共鳴がカップリングできる程度の距離で三角形プレート状ナノ粒子を固定化することに成功し、動的に距離制御できるところまで研究を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、ハイドロゲル表面に固定化した三角形プレート状金ナノ粒子の距離制御技術の精度確認を実施し、ウイルスをはじめとする標的物質を適切に導入するための仕組みの開発に取り組む。最終的には、表面増強ラマン散乱測定まで実施し、高感度化の程度について評価する。
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