プラズモニックDNAオリガミナノアンテナによる1分子表面増強ラマン散乱測定

私たちの研究は、表面増強ラマン散乱またはソースによって単一分子を検出するための新しいツールを開発することを目的としています。これは、分子の化学的フィンガープリントを提供し、単一分子を検出するのに十分な感度を持つ唯一の技術です。このようにして、化学反応に関する詳細な機構情報を得ることができる。

DNAオリガミナノ構造は、プラズモニックナノ粒子と標的分子の両方を正確に位置決めするために使用されています。そして、これが必要なのは、増強されたラマン散乱は、ホットスポットと呼ばれるナノ粒子間の小さなナノメートル体積に由来するためです。そして今、私たちはまさにこの目的のために、新しいプラズモニックDNAオリガミナノアンテナを作成しました。

主な課題は、2つのナノ粒子間のホットスポットに標的分子を配置し、正確に1つのナノアンテナ構造からラマンデータを収集することです。大量のデータを収集し、原子間力顕微鏡間の効率的な相関を収集するには、ラマン分光法を行う必要があります。プラズモニックDNAオリガミナノアンテナは、標的分子がホットスポット内のナノ粒子間に正確に配置されている多数のプラズモニック二量体の再現性のある生成を可能にします。

また、AFMデータとラマンデータの相関関係により、検出される分子が1つだけであることを確認できます。色素分子やタンパク質などの単一分子をリアルタイムで追跡し、ホットスポットでの挙動や環境中の化学変化に対する反応を追跡できるようになりました。例えば、単一のヒト分子のスピン状態の変化が最近モニターされた。

将来的には、化学反応を単一分子レベルでモニタリングし、その反応機構の研究を目指しています。さらに、この技術を使用して、医学的に関連する生体分子を非常に高い感度で検出することができます。