マイクロ加工技術に立脚したナノ接合体の作製とその分析化学的応用

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DNAの解析など大量試料のハイスループット・センシングおよび微小領域センシングへの期待が高まり,センサの微小化が要求されている。このような背景から,分子デバイスセンサ,特に電子型デバイスが次世代センサとして注目されている。本研究計画では,このデバイスの作製技術である分子-電極接合を現時点で利用が容易なマイクロメータ加工技術で作製する方法について研究を行う。ここで開発する電流型のセンサは光学系を必要とせず,計測が電流計のみで可能となる。また大規模all-in-one-chipセンサ素子の作製に当たっても,簡単な装置構成が可能となる。このような目的の下,今年度の研究では,分子-金属接合体の作製技術を金属ナノ粒子間に配置した種々のチオール化合物を用いて確立した。対象として,金のナノ粒子,および銀のナノ粒子を用いて検討を行った。その結果,数MΩ程度の導電性を有するナノ接合が安定的に得られたので,この結果を基にナノ接合をマイクロビーズ上に作製し測定のための操作性を向上させた。このマイクロビーズは数マイクロメータ径のポリスチレンビーズを30nmの金或いは銀のナノ粒子で被覆したもので,当研究室の独自技術で作製されたものである。興味深いことにこの金および銀のナノ粒子の分子接合は,被覆時に使用するバインダの種類によりによりその電気伝導性が変化した。今年度の検討の結果,安定な金属-分子-金属接合が極めて容易に作成できることが実験的に判明したので,これらの成果を基に微小化学センサへの適用を目指して研究を展開する計画である。