Development of platform for single protein analysis using quantum magnetometry

表面近傍10nm以下の領域に存在するNVセンタを用いた微小領域量子計測は、室温において高感度な核スピン計測を可能とし(5nm)^3の微小体積からNMR計測を実現する。高感度な核スピン計測において最も重要なのはNVセンタと観測対象の距離であり、NVセンタ表面形成技術と観測対象の表面固定の二点が重要な要素となる。本研究では表面近傍に形成されたNVセンタ直上にタンパク質固定技術を開発することで単一タンパク質の量子計測を実現し、量子技術を用いた単一タンパク質診断プラットフォームの開発を実現する。はじめに、NVセンタ直上に単一タンパク質を固定する化学修飾法を検証した。タンパク質の表面修飾にはダイヤモンド表面へのカルボキシル基の生成が必要である。2022年度では、熱混酸処理とオゾン処理を利用することでダイヤモンド表面にカルボキシル基を形成し、XPS（Kratos Ultra2）を利用して炭素ピークの解析から表面に形成された化学結合の状態を評価した。また、カルボキシル基の生成が確認されたダイヤモンド表面に対してアミノ修飾を行い、XPSを用いて窒素ピークを確認することでダイヤモンド表面におけるカルボキシル基の有効性を検証した。

表面近傍10nm以下の領域に存在するNVセンタを用いた微小領域量子計測は、室温において高感度な核スピン計測を可能とし(5nm)^3の微小体積からNMR計測を実現する。高感度な核スピン計測において最も重要なのはNVセンタと観測対象の距離であり、NVセンタ表面形成技術と観測対象の表面固定の二点が重要な要素となる。本研究では表面近傍に形成されたNVセンタ直上にタンパク質固定技術を開発することで単一タンパク質の量子計測を実現し、量子技術を用いた単一タンパク質診断プラットフォームの開発を実現する。はじめに、NVセンタ直上に単一タンパク質を固定する化学修飾法を検証した。タンパク質の表面修飾にはダイヤモンド表面へのカルボキシル基の生成が必要である。2022年度では、熱混酸処理とオゾン処理を利用することでダイヤモンド表面にカルボキシル基を形成し、XPS（Kratos Ultra2）を利用して炭素ピークの解析から表面に形成された化学結合の状態を評価した。また、カルボキシル基の生成が確認されたダイヤモンド表面に対してアミノ修飾を行い、XPSを用いて窒素ピークを確認することでダイヤモンド表面におけるカルボキシル基の有効性を検証した。