Research Abstract
大面積を持つSERS活性Au79Ag21基板からの単一分子検出
Single molecule detection from a large-scale SERS-active Au79Ag21 substrate
2011年10月10日 Scientific Reports 1 : 112 doi: 10.1038/srep00112
単一分子の検出と同定は、高感度分析における究極的な目標である。表面増強ラマン散乱による単一分子検出（SM-SERS）は、主にSERS活性金属基板に依存しており、この基板は銀コロイドによるフラクタル状のクラスターであることが多い。しかし、銀が有する高い化学反応性と、フラクタル状クラスターの複雑で再現性の低い合成プロセスのため、SERSを実際に適用するうえで、とくに、幅広い生理学的環境において単一生体分子を調べる際に、深刻な障害となっている。今回我々は、単一分子の共鳴検出と非共鳴検出の両方に適した、大面積で化学的に安定な自立構造を持ったSERS基板について報告する。我々の開発したロバストな基板は、109以上の局所的なSERS増強度を有する多数の電磁気学的な「ホットスポット」を含む、ひだ状のナノポーラスAu79Ag21膜で作られている。再現性と化学的安定性に優れ、容易に合成できるこの金ベースの生体適合性SERS基板は、生命科学や環境保護におけるさまざまな用途において理想的な候補になることが期待される。
- 東北大学原子分子材料科学高等研究機構
- 大阪大学大学院生命機能研究科
- 大阪大学フォトニクス先端融合研究拠点
- 清華大学（中国）
- 上海交通大学（中国）
Detecting and identifying single molecules are the ultimate goal of analytic sensitivity. Single molecule detection by surface-enhanced Raman scattering (SM-SERS) depends predominantly on SERS-active metal substrates that are usually colloidal silver fractal clusters. However, the high chemical reactivity of silver and the low reproducibility of its complicated synthesis with fractal clusters have been serious obstacles to practical applications of SERS, particularly for probing single biomolecules in extensive physiological environments. Here we report a large-scale, free standing and chemically stable SERS substrate for both resonant and nonresonant single molecule detection. Our robust substrate is made from wrinkled nanoporous Au79Ag21 films that contain a high number of electromagnetic ‘‘hot spots’’ with a local SERS
enhancement larger than 109. This biocompatible gold-based SERS substrate with superior reproducibility, excellent chemical stability and facile synthesis promises to be an ideal candidate for a wide range of applications in life science and environment protection.
