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エアロゾル単一粒子に含有する単一分子検出技術の基盤構築

为气溶胶单颗粒单分子检测技术奠定基础

基本信息

批准号：
21H01687
负责人：
瀬戸章文
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、大気微粒子と貴金属ナノ粒子の複合体の形成条件の検討と、顕微ラマン装置による単一分子センシングを実施した。表本研究チームが有する国内外の観測拠点（長崎県五島列島、金沢市など）において、実際の大気微粒子を採取した。つぎに水を媒体として試験粒子を分散後、再噴霧してエアロゾル化し、静電分級法（DMA法）によって粒子径毎に分級された試験粒子を発生させ、その粒子径分布をオンラインで解析した。また、分級微粒子中に存在する極微量のターゲット分子（水溶性イオン化合物）をイオンクロマトグラフィーなどを用いて定量分析し、ラマン散乱の基礎的な比較用データを得た。PVD技術（物理的蒸気凝縮法；レーザーアブレーション、蒸発凝縮法など）により、凝集状態が制御された貴金属ナノ粒子を気相分散状態で発生させ、気相中でアニール、焼結によってその形態を制御する。得られた粒子の粒子径分布を計測するとともに、単一粒子および二量体、三量体の構造を解析し、表面増強ラマン散乱の効果を解明するための標準粒子を作製した。分級した単分散エアロゾルと貴金属ナノ粒子（M；正に帯電）を気相中で混合・静電凝集させて、複合体を形成する実験系の構築を行った。また、凝縮成長デバイス（PSM）を改良し、Hot Spotにエアロゾル中のターゲット分子を誘導して集約させるための条件を検討した。さらに表面増強ラマン散乱の最適条件を得るために、今年度はまず、ローダミンなどの色素分子を標準試薬として用い、そのSERS効果に与える凝集体構造の影響を検討した。また、気中での複合体形成条件を変えた時の、SERS効果の相関に関する基礎的な検討を行った。

This year, the formation conditions of large particles and noble metal particles are discussed, and the single molecule system is implemented in the micro-particle device. Table 1: The measurement of large particles at home and abroad (Goto Islands, Nagasaki Prefecture, Kanazawa City) After the dispersion of the test particles in the medium, the spray is separated, and the electrostatic classification method (DMA method) is used to analyze the particle size distribution of the test particles. The amount of fine particles (water-soluble compounds) present in fine particles is quantitatively analyzed and compared. PVD technology (physical vapor condensation method; vapor condensation method; vapor condensation method) is used to control the aggregation state of noble metal particles, the dispersion state of noble metal particles, the formation of noble metal particles, the dispersion state of noble metal particles, and the formation of noble metal particles. The particle diameter distribution of the particles is calculated, and the structure of the particles is analyzed. Construction of a system for the separation, electrostatic aggregation and formation of noble metal particles (M; positive charge) in the gaseous phase The conditions for the induction and intensification of molecules in Hot spots are discussed. The optimum conditions for surface enhancement and dispersion are obtained, and the effects of SERS on the structure of pigment molecules are discussed. A fundamental analysis of SERS effects and their correlation with the formation conditions of SERS complexes was carried out.