プラズモン共鳴に基づくキラリティセンシング

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本研究では、プラズモン共鳴を示すキラルナノ構造を作製し、アミノ酸などのキラル分子について、そのキラリティーを区別してセンシングできるセンサ（エナンチオ選択性センサ）の開発を目的としている。2022年度はまず、ナノスフィアリソグラフィーという手法により半導体基板上に作製した三角形状の金ナノプレートのアレイに、鉛(II)イオンの存在下で右または左円偏光を照射することによりキラルな幾何学配置を持つ酸化鉛(IV)を析出させた。円偏光をキラル源として作製した初のキラルナノ構造アレイである。ただし、円偏光をキラル源として作製したこれまでのキラルナノ構造はいずれも、プラズモン共鳴特性を持たない誘電体（酸化鉛）の析出か、プラズモン共鳴特性を持つ材料の円偏光による溶出を使用してきた。そのため、キラルな電場を生じる場が誘電体により覆われていて直接アクセスできないか、あるいは形状的にキラルな電場が弱くなる傾向があった。そこで、形状異方性を持つ銀ナノ粒子に、銀イオンとクエン酸イオンの存在下で円偏光を照射して熱電子還元することによりキラルな形状へと成長させる新たな手法を開発した。銀ナノ粒子を合成してさらに成長させる２段階過程による方法のほか、銀イオンから１段階過程で作製する方法もある。また、磁性体ナノ粒子を用いてエナンチオ選択性を得る手法についても検討を行っており、鉄(II)イオンをオキシ水酸化鉄へ酸化し、さらにヘマタイトに変換することで磁性体ナノ粒子を作製した。