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2Dサンドイッチで分子が鮮明に見える

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May, 29, 2020, Houston--モリブデン、硫黄とセレンのサンドイッチが生体分子検出非常に有用である。

2Dジェイナス化合物のライス大学ブラウン工学部のテストは、表面増強ラマン分光法(SERS)による生体分子検出を改善する効果的で万能のプラットホームとなることを示した。

その材料をテストするためにグルコースを使うことで、100000倍以上そのラマン増強因子を強められることを証明した。これは、研究者による、2D基板でこれまで報告された中で最高の増強因子に匹敵する。

SERSは少濃度の分子、たとえ単分子でも、ナノ粒子を含む、金属表面に近づき、あるいは吸収されると検出、特定できる確立されて技術である。それは、体液のナノスケールのタンパク質の検出に使われることがよくある、病気の発見、処置の決定に役立つ。また、環境分析でも役立つ。

しかし、SERS媒介物は、配景雑音を生み出す副反応を促進することがよくある。ライスで合成されたJanus MoSSeは非金属。「この成果は主に、われわれが標的分子の信号強度を強化できるかどうかに対処するものである。それを配景雑音よりも目立たせることができるかどうかを知りたかった」と材料科学者、首席研究者、Jun Louは話している。

答は、明確にyesである。研究成果は、Nanoscaleに報告されている。

2017年にLouラボが発表したMoSSeは、化学気相法(CVD)で作られた。モリブデンは、片側硫黄層と他方のセレン層の真ん中にあり、したがって二つの顔を持つJanus特性である。

論文の主筆、Shuai Jia、以前のLouラボ院生によると、各層の異なる電気陰性度により、それはSERSスーパースターとなる。

「トップの硫黄とボトムのセレンの間に造られた双極子が平面から脱し、これがMoSSeを数ナノメートル超える電界を作る」とJiaは言う。その電界は近づく分子と相互作用し、その振動強度を増強し、検出できるようにする。

研究チームは、MoSSeでのテストは、神経伝達物質ドーパミンを検出、その基板は、他の分子の識別に適用できると指摘している。

Louによると改善の余地はある。「われわれはMoSSeとある種の金属ナノ粒子とのハイブリッドに注目しており、双極子の強さを強化仕様としている」と同氏は話している。
(詳細は、https://news.rice.edu)