固液界面ナノ自己集合体を利用した金属ナノ粒子のナノ構造配列制御

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本研究では、一次構造(粒径、形態)、並びに二次構造(粒子配列)が制御された貴金属(金、白金)ナノ粒子を自己組織的に固体基板上に実現することを目標とする。本年度は当初計画にはなかったが、生体分子の表面支援レーザ脱離イオン化質量分析法(SALDI-MS)のためのレーザ脱離イオン化支援基板として、形態制御された金属(金、白金)ナノ粒子担持基板が極めて有効であることを新たに発見し、展開することができた。1.金ナノ粒子積層担持シリコン基板金ナノ粒子を積層配列させた基板では、アンジオテンシンIの検出感度は数百アットモルであり、金ナノ粒子を単層吸着させた基板と比べ、その感度は約100倍に増大することがわかった。更に、金ナノ粒子の積層数を増やすことにより、従来法では検出が困難とされているインスリン(m/z>5000)やシトクロムC(m/z>12000)などの低分子タンパク質の検出も可能となった.加えて、金ナノ粒子積層基板は、試料を薄膜内に濃縮できるため、濃縮プレートとしての機能をもつSALDIプレートとしても有効であることを見出した。2.白金ナノフラワー担持基板SALDI用の新規なナノ物質として、ナノメートルレベルの突起部分を持つ白金ナノ構造体(白金ナノフラワー)を創製した。この白金ナノフラワーを用いて測定したアンジオテンシンIの検出感度は0.7fmolであり、チトクロムCもSALDI-MSで良好に検出できた。これに対し、球状の白金ナノ粒子では、アンジオテンシンIの検出感度は100fmol程度であり、チトクロムCも検出できなかった。これは、白金ナノフラワーに特徴的なナノメートルレベルの突起部分がアンジオテンシンIのイオン化効率の向上に寄与していることを示す。このように、ナノ粒子の形状・構造制御がSALDI-MSに有効であることを見出した。