高品質ＳｉＣ上グラフェンを用いた多項目解析用バイオチップの開発

使用 SiC 上的高质量石墨烯开发用于多项目分析的生物芯片

基本信息

批准号：
19J11603
负责人：
谷口嘉昭
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は主に２つのテーマについて研究を行った。1つは電気的評価を用いてグラフェン電界効果トランジスタの基礎物性を解明することである。一般的なグラフェンバイオセンサの電気的検出は、溶液ゲート型のグラフェン電界効果トランジスタ（GFET）を作製し、伝達特性のシフトを用いて行われている。伝達特性はターゲットの吸着によって移動度が変わらない平行方向のシフトが生じると考えられている。一方で、ホール効果測定ではキャリア散乱による移動度の大きな変化が報告されている。ゆえに、メインキャリアの伝導がFET特性の変化に与える影響について調べるために、タンパク質をグラフェン表面へ吸着させた際のホール効果測定とFET特性の2つを用いた評価を行った。新しく測定治具を作製し、ホール効果測定とFET特性のそれぞれで得られたデータの相関を得ることに成功した。もう1つは、光学的評価を用いてグラフェン電界効果トランジスタの基礎物性を解明することである。グラフェンの特性評価にはラマン分光スペクトルの変化を解析することが有効であることは既に知られている。グラフェン固有のスペクトルはキャリア密度の値によってピーク位置が変化することが知られている。グラフェンのキャリア密度はタンパク質の吸着によって変化するためラマンスペクトルのシフトによる吸着特性評価は可能であると考えられる。そこで液浸ラマン分光法を用いてラマンスペクトルシフトのタンパク質濃度依存性の取得を試みた。結果として、タンパク質の吸着によってグラフェンに生じるドーピング量は、ホール効果測定と液浸ラマン分光法でほとんど同じであり、グラフェンのドーピング評価において液浸ラマン分光法が有効であることが明らかとなった。また、液中でのラマンスペクトルは水分子の共振により増強することが知られており、その増強度は既存の金属蒸着による手法と同等以上の結果が得られた。

今年，我们对两个主要主题进行了研究。首先，我们将使用电气评估来阐明石墨烯场效应晶体管的基本特性。通过制造溶液栅极石墨烯场效应晶体管（GFET），使用转移特性的移位进行了典型石墨烯生物传感器的电气检测。据认为，转移特征是目标吸附会导致迁移率的平行转移而不会改变。另一方面，HALL效应的测量结果报道了由于载体散射引起的迁移率发生了很大变化。因此，为了研究主要载体对fet性质变化的传导的影响，我们评估了这两个特征：当蛋白质吸附到石墨烯表面和fet性能上时，HALL效应测量值。制造了一种新的测量夹具，我们能够获得有关Hall效应测量和FET特征的数据之间的相关性。另一个是使用光学评估阐明石墨烯场效应晶体管的基本特性。众所周知，分析拉曼光谱法的变化有效地表征石墨烯。众所周知，石墨烯特异性光谱的峰位置根据载体密度值而变化。由于石墨烯的载体密度随蛋白质的吸附而变化，因此人们认为可以通过移动拉曼光谱来评估吸附特性。因此，我们尝试使用浸入式拉曼光谱法获得拉曼光谱移位的蛋白质浓度依赖性。结果，在Hall效应测量和浸入式拉曼光谱中，由于蛋白质吸附而在石墨烯中产生的掺杂量几乎相同，并且揭示了浸入浸入浸入式拉曼光谱方面有效地评估了石墨烯的掺杂。此外，众所周知，液体中的拉曼光谱通过水分子的共振增强，并且具有与现有金属沉积技术相同或更好的结果获得的强度。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Suppression of protein adsorption on a graphene surface by phosphorylcholine functionalization

DOI：
10.7567/1347-4065/ab0b37
发表时间：
2017-08
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Y. Taniguchi;T. Miki;Y. Ohno;M. Nagase;Y. Arakawa;Y. Imada;K. Minagawa;M. Yasuzawa
通讯作者：
Y. Taniguchi;T. Miki;Y. Ohno;M. Nagase;Y. Arakawa;Y. Imada;K. Minagawa;M. Yasuzawa

液浸ラマン分光法を用いた SiC 上グラフェンのタンパク質吸着特性評価

使用浸没式拉曼光谱评估 SiC 上石墨烯的蛋白质吸附性能