コロイドを基本とした表面増強ラマン散乱(SERS)用基板としての金のナノスターの最適化

HE Shuai; KANG Malvin Wei Cherng; KHAN Fahima Jaleel; TAN Eddie Khay Ming; REYES Miguel Arnold; KAH James Chen Yong

文献

J-GLOBAL ID：201502205068607354 整理番号：15A1397798

コロイドを基本とした表面増強ラマン散乱(SERS)用基板としての金のナノスターの最適化

Optimizing gold nanostars as a colloid-based surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate

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資料名：
巻： 17 号： 11 ページ： 114013,1-13 発行年： 2015年11月
JST資料番号： D0538C ISSN： 2040-8978 CODEN： JOOPCA 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

生物学的応用におけるラマン分光法の最近の進歩によって,表面に敏感なシステムと多くの生体分子固有の弱いラマン散乱信号を増大するための方法が開発されてきた。これらは,表面増強ラマン散乱法(SERS)のための基板として,形態と組成の異なる2次元(2D)のパターン化された表面,あるいはコロイド状ナノ構造などを含む。生体外の生体試料における単一分子の検出を達成するために,市販のSERSチップとして2Dのパターン化された表面を利用すると,ラマンスペクトルは10¹⁰倍程度増大するが,細胞内環境のような体外のミクロ環境におけるラマンスペクトルの取得と解析には,充分に小さく,安定なコロイド状ナノ構造を必要とする。生体分子からの弱いラマン散乱信号は,主にプラズモニック・ナノ構造表面上における光誘起の電場と僅かな電子化学的寄与によって増強される。金と銀のナノ構造は,可視光から近赤外線の波長域まで,調整可能な強いプラズモン特性を示す。更に,これらは化学的に不活性で,無毒,そして様々な表面配位子およびラマン・レポーター分子に結合するための単純な表面化学を示す。このように,生物学的相互作用を探り,あるいは微量な生体分析物を検出するためのSERS基板として,金と銀のナノ構造は幅広く研究され,採用されている。本稿では,コロイドを基本としたSERS基板としての金のナノスター(AuNS)の最適化について報告する。本研究では,AuNSに関するこれまでに報告されている急速ワンポット合成法を採用し,様々な試薬がモデルプローブ分子として水性クリスタル・バイオレット(CV)のSERS増強にどのような影響を及ぼすかという問題を系統的に研究した。また,CVのSERS増強に関する,AuNSの濃度,表面の不動態化とAuNSの凝集度の影響を調べた。研究結果から,最大のSERS増強を達成するには,Au³⁺/C₆H₈O₆のモル比を0.60,Au³⁺/Ag⁺のモル比を18,AuNSの濃度を15pM,最小の界面活性剤の濃度,そして適度な集合度が好都合であることが分かった。

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赤外スペクトル及びRaman散乱,Ramanスペクトル一般

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