| 研究課題/領域番号 |
26600117
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
安藤 潤 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (40623369)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 表面増強ラマン散乱 / 金属ナノ粒子 / ラマン分光法 |
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| 研究実績の概要 |
金属ナノ粒子の増幅効果により、試料中の分子を無標識で直接、かつ高感度に光検出できる表面増強ラマン散乱(SERS)分光法は、医学・生物学分野など、幅広い分野への応用が期待されている。しかしながらSERSは、増幅効果を安定して得る事が難しく、高い感度と定量性を得る事が難しいという課題がある。本研究では、SERSを用いた計測法の検出感度と定量性を向上させる手法を開発し、新たな高感度分子分析・検出技術を確立させることを目指して研究を行う。本年度は、SERS計測を行うための細分化マイクロチャンバーの作製法の検討、設計、及び試作を行った。本研究に用いる細分化チャンバーは、マイクロメートルオーダーの微小なサイズを有し、かつ基板上に数千から数万個程度の膨大な数のチャンバーを精密に、アレイ状に配列する必要がある。さらに、前年度に設計、試作を行った分光イメージング装置を用いて光計測を行うため、基板が励起レーザー光や発生したラマン散乱光に対して透明である必要がある。シリコンマイクロマシニング法や光リソグラフィー法など様々な手法を検討した結果、本研究では、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィーによるチャンバーの作製法を選択した。本手法を用いれば、サブミクロンスケールの分解能で、精密にマイクロスケールのチャンバーアレイを形成でき、基板にガラス素材を用いることも出来る。実際にポジ型の電子線レジストを用い、カバーガラス上にスピンコートしてから電子線描画を行う事で、顕微鏡視野内にマイクロスケールのチャンバーを3桁以上配列させることに成功した。さらに、金属蒸着や金属微粒子によって配列された金属ナノ構造を基板上に形成させる事にも成功した。また、昨年度試作した分光計測装置について、レーザー光照射用のフィルターやレンズ、制御機構について改良を行った。
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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
今年度、研究計画に沿って、表面増強ラマン散乱(SERS)分光計測に用いる、細分化マイクロチャンバーを有する基板の作成法の検討及び設計を行った。SERSによる測定を安定して行うには、チャンバーアレイをマイクロスケールの精度で、かつ各チャンバーを均質に作成する必要がある。基板の材質や作製法などを検討し、電子線リソグラフィーによる作製法を選定した。設計に従って実際に基板の作成を行ったところ、精密に配列されたチャンバーアレイを作成する事に成功した。研究の推進に必要となる分光計測装置を前年度に、微細加工を施した基板作成を今年度に推進したため、最終年度にこれらを組み合わせて計測を行うことができる。このため、全体計画としておおむね順調に進展していると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに研究開発を推進してきた分光計測装置と、微細加工を施した基板を用いて、表面増強ラマン散乱(SERS)分光計測、イメージングを行う。作成した基板を用いてSERS計測を行うには、基板上の金属ナノ構造の分布や配列などを正確に捉え、分析する必要がある。開発した分光計測装置を用いてこれらを評価する手法を開発し、基板の評価を行った上でSERS計測を行う。SERS計測において、イメージングエリアや画像取得にかかる時間などを見ながら、計測に最適な条件を割り出し、これを基板の設計にフィードバックして改良を加える事で、実験系全体の最適条件を割り出す。基板への試料の封入方法なども検討を行い、SERS計測による検出感度と定量性の向上を目指す。
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