血中酵素の1分子デジタルSERS計数法の開発

本年度は、表面増強ラマン散乱分光計測に特化したマイクロチャンバーアレイの開発を行なった。マイクロチャンバーアレイ形成のため、フォトリソグラフィーを基軸とした微細加工技術を駆使して開発を進めた。基板上面に塗膜した樹脂に対して、マイクロスケールのチャンバーをアレイ状に安定して再現性高く形成する工程の最適化を行った。さらに、形成したマイクロチャンバーアレイに金属ナノ構造を付加する試験も併せて行なった。用いる基板や、基板上に塗布する樹脂の材質、膜厚、チャンバーの直径、ピッチ、配列パターンや、チャンバーアレイに付加する金属ナノ構造の金属種、サイズ、形状など、種々の条件について検討を行い、マイクロスケールの個々の微小環境内において、表面増強ラマン散乱分光計測が可能となる、新たな機能化マイクロチャンバーアレイを開発することができた。また、マイクロチャンバーアレイを用いた酵素のラマン分析を行うための、ラマン散乱分光イメージング装置の設計と構築も併せて行なった。構築した計測装置を用い、表面増強ラマン散乱分光計測の感度や、イメージングの時間分解能、空間分解能などについても検証を進めた。さらに、開発したマイクロチャンバーアレイに対し、標準試料として精製した酵素と基質を混合した溶液試料を封入し、開発装置によるラマン分光イメージングを行うことで、酵素の活性を１分子毎に計測するデジタルラマン分光計測の原理検証を進めることができた。

本年度は、表面増強ラマン散乱分光計測に特化したマイクロチャンバーアレイの開発を行なった。マイクロチャンバーアレイ形成のため、フォトリソグラフィーを基軸とした微細加工技術を駆使して開発を進めた。基板上面に塗膜した樹脂に対して、マイクロスケールのチャンバーをアレイ状に安定して再現性高く形成する工程の最適化を行った。さらに、形成したマイクロチャンバーアレイに金属ナノ構造を付加する試験も併せて行なった。用いる基板や、基板上に塗布する樹脂の材質、膜厚、チャンバーの直径、ピッチ、配列パターンや、チャンバーアレイに付加する金属ナノ構造の金属種、サイズ、形状など、種々の条件について検討を行い、マイクロスケールの個々の微小環境内において、表面増強ラマン散乱分光計測が可能となる、新たな機能化マイクロチャンバーアレイを開発することができた。また、マイクロチャンバーアレイを用いた酵素のラマン分析を行うための、ラマン散乱分光イメージング装置の設計と構築も併せて行なった。構築した計測装置を用い、表面増強ラマン散乱分光計測の感度や、イメージングの時間分解能、空間分解能などについても検証を進めた。さらに、開発したマイクロチャンバーアレイに対し、標準試料として精製した酵素と基質を混合した溶液試料を封入し、開発装置によるラマン分光イメージングを行うことで、酵素の活性を１分子毎に計測するデジタルラマン分光計測の原理検証を進めることができた。