Development of tunable gold nanostructures for novel nanopore devices

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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、その狭いギャップ部位にいかに効率的に測定対象物質を導入できるかが重要な課題となっている。本研究では、独自に開発した「ハイドロゲルを利用して金属ナノ構造体のギャップ距離を自在に制御する技術」を基盤に、より高感度化を達成するために三角形プレート状金ナノ粒子を用いて実現する。さらには、基板上に形成したナノポアに組み込むことで、より効率的に測定対象物を検出可能にすることを目指している。具体的には、三角形プレート状ナノ粒子を円形のナノポアに６つ頂点が向き合った形で導入する技術を開発し、このナノ粒子をハイドロゲルと複合化して、ナノスケールでギャップを制御するシステムへと組み上げる。当該年度においては、三角形プレート状金ナノ粒子を気-液界面で並べ、頂点が近接した状態で配置された薄膜を形成した。それをハイドロゲル上に載せ、15度から32度の間の温度変化によって大きく調整可能なプラズモニックデバイスの作製に成功した。タンパク質の表面増強ラマン散乱のシグナル検出にも成功し、その増強効果の評価を進めている。一方で、ナノポアにプラズモニックナノ粒子を精密に配置する技術の確立に関しては、継続的に検討を進めている。