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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　准教授　叁友秀之

【発表のポイント】

• 金ナノ构造の分子サイズの狭い隙间にタンパク质を効率良く诱导する技术を新たに开発。
• タンパク质1分子を検出可能な超高感度センシング基板であることを実証。
• 微量サンプルからのバイオマーカー検出による疾患の早期発见に向けた进展に期待。

【概要】

北海道大学电子科学研究所（东北大学多元物质科学研究所兼务）の叁友秀之准教授、居城邦治教授、同大学大学院生命科学院博士后期课程の高　天旭氏らの研究グループは、タンパク质を超高感度で検出する新技术を开発しました。

ナノメートルサイズの金属构造体を利用して、物质の化学构造に特有のシグナルであるラマン散乱^*1を増强し、分子を同定する手法は表面増强ラマン散乱^*2法として知られています。この方法では、金属ナノ构造体のナノサイズの狭い隙间に入り込んだ分子から発生するシグナルが最も强く、これによって微量分子の高感度検出が可能になります。しかし、従来の技术では、サイズが大きなタンパク质のような生体高分子を狭い隙间に効率的に导入することが困难でした。

本研究で新たに开発した骋贵罢（ゲルフィルタートラップ）法は、ゲルが膨润するときに外部から水を吸収する力を利用してタンパク质をゲルの表面に诱导し、ゲルの网目构造によってゲルの表面にタンパク质を捕捉します。この方法を叁角形プレート状金ナノ粒子の集合体を载せたゲルに适用すると、粒子の间隙にタンパク质が効率良く导入され、超高感度での検出が可能になりました。このブレークスルーは、特に医疗応用において、1滴以下の体液から様々な生体高分子を简便に検出するシステムの开発に寄与し、生体センシング技术の分野における大きな进展が期待されます。

なお、本研究成果は、2024年8月2日（金）公開のACS Nano誌に掲載されました。また、今回の研究成果が高く評価され、本研究が掲載誌の表紙に選出されました。

叁角形プレート状金ナノ粒子が配列した构造体を温度応答性ハイドロゲルの上に载せて、ナノ构造を制御可能な新しい基板を开発した。さらに、ゲルの吸水力と3次元网目构造によりタンパク质を効率良く粒子间のナノギャップ部位に导入し、ギャップを闭じることで超高感度検出を达成した。

【用语解説】

＊1 ラマン散乱 ... 入射光と分子振動の相互作用によって、入射光とは異なる振動数の光が散乱される現象のこと。

＊2 表面増強ラマン散乱 ... 貴金属表面において、光照射時に形成される局在表面プラズモンによる増強電場において、分子が発するラマン散乱が増強される現象のこと。いかに強い増強電場を形成するかが、ラマン散乱を利用した分子検出において重要とされている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所
准教授　三友 秀之（みとも ひでゆき）
電話： 011-706-9370
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（报道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所　広報情報室
電話： 022-217-5198
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