金ナノロッドの凝集状態変化を利用する近赤外散乱分光分析法の開発

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これまでの研究では金ナノロッドの凝集状態を吸光光度計で記録していた。簡便ではあるが,金ナノロッドのごく一部の分散状態が変化してもそれを検出できないという問題点がある。この点を解決する為に,本研究では金ナノロッド溶液の散乱スペクトルを用いて金ナノロッドの凝集状態変化を評価する。現在利用している金ナノロッドはサイズが小さいため光散乱効率が著しく低い。しかし,金ナノロッドが凝集体を形成すると光散乱効率が大きく増加する。散乱光によって観察すれば,金ナノロッドの凝集体形成を高感度に検出することが可能である。このためには対象物質と結合することによって小規模な凝集体(沈殿を形成しない程度の凝集体)が生成するように,ナノロッドの表面状態を制御する必要がある。昨年度は,ガラス基板をアニオン性ポリマーで修飾することで,金ナノロッドを均質な分散状態で固定化することに成功した。この基板では,抗原抗体反応によりプラズモン吸収は大きなスペクトルシフトを示し,前立腺ガンの検査プローブとして重要な前立腺特異抗原を4ng/mLレベルで検出することができた。また,溶液状態の金ナノロッドにおいて,イオン強度等の因子を調整して,凝集-再分散サイクルを可能にすることができた。今年度は,これまで吸光度や電子顕微鏡などで基板表面や金ナノロッドの表面状態を確認してきた。しかし,基板や金ナノロッド表面の電荷や結合状態の確認はなされていなかった。そこで,ゼータ電位計や質量分析計を用いてこれらの状態が確認できないか検討を行った。ゼータ電位計を用いることで溶液の電荷のみならず,基板の電荷状態を確認することができた。また質量分析計を用いることで粒子の表面の組成がわかった。このように,基板表面の電荷や金ナノロッドの表面状態がナノ粒子の2次元凝集状態がわかった。今後,ナノ粒子の実用化に向けての研究への展開が期待される。