국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불리는), 보건 공학 연구 센터 [Kokubun Tomokuni 회장], 생물학적 나노 미터 측정 팀 Ishikawa Mitsuru, 연구원 인 Ito Tamitake는 연구팀의 책임자입니다표면 강화 라만 산란 (SERS)분광법은 살아있는 바카라 사이트 주소 표면의 단백질이 몇 초 안에 빠르게 배치 될 수 있도록합니다 (현장) 측정 방법이 개발되었습니다
라만 산란분광법은 우수한 분자 식별 기능을 가지고 있지만 민감도는 감도가 낮은 측정 방법입니다 더 민감하게 만드는 한 가지 방법은 SERS 분광법으로, 분자에서 라만 산란 광의 강도가 금과은과 같은 표면에서 매우 높아지는 현상을 사용하는 SERS 분광법입니다 이번에는은 나노 입자를 효모 바카라 사이트 주소의 표면에 흡착하여 SERS 현상을 실현했으며, 우리는 높은 감도로 라만 산란을 측정하는 데 성공했습니다 은 나노 입자가 바카라 사이트 주소에 흡착되었을 때, SERS 현상으로 인한 많은 밝은 반점이 바카라 사이트 주소 표면에서 관찰되었지만, 분석은 단일 단백질 분자로부터 SERS 빛의 산란이있을 가능성이 있음을 밝혀냈다 또한, 셀에 대해 온화한 강도를 갖는 여기 레이저 광선이 사용되었지만, 1 초의 측정 시간에도 스펙트럼을 측정 할 수있다 바카라 사이트 주소 표면의 단일 단백질 분자가 그러한 가벼운 조건에서도 여전히 살아있는 동안 빠르게 측정 할 수있는 것은 이번이 처음입니다
이 결과는 3 월 10 일 American Physics Association의 전문 저널 Applied Physics Letters에 출판되었습니다
바카라 사이트 주소 표면의 단백질 분자는 바카라 사이트 주소 내외의 물질을 수송하고 바카라 사이트 주소 외 환경의 인식과 같은 살아있는 조직의 활성에 필요한 기능을 담당한다 이들 단백질 분자의 측정은 생명 활동의 본질을 밝히고 약물 발견 및 건강 검사 방법을 개발하는 것과 같은 산업 응용 분야에도 중요하다 그러나, 바카라 사이트 주소 표면에 존재하는 단백질은 살아 있고 내장 내장을 남길 수있다 (현장)를 사용하여 신속하고 민감한 탐지 및 식별을위한 효과적인 측정 방법은 없었다 종래의 측정 방법으로서, 항원/항체 반응과 조합 된 형광 표지 방법은 알려져 있지만,이 방법은 형광의 켄칭 및 페이딩과 같은 주요 문제가있다 이러한 문제를 해결할 수있는 한 가지 가능성은 라만 산란을 적용하는 것입니다 라만 산란 분광법은 또한 형광 표지보다 분자 식별 능력이 높다는 이점이 있습니다 그러나, 라만 산란 분광법은 낮았으며 바카라 사이트 주소 표면 측정에 적용하기가 매우 어려웠다 최근에 감도가 증가하기 위해 라만 산란 빛의 강도는 최대 1014SERS를 사용한 분광법 SERS 분광법을 사용하여 생물학적 조직 및 박테리아와 같은 단일 단백질 분자의 확인을 가능하게하며, 전 세계적으로 연구 및 개발이 수행되고 있습니다
Aisoken Health Engineering Research Center,Plasmon Resonance결과적으로, SER의 원래 강도 향상을 효율적으로 개발하는 데 필요한 실험 조건이 명확 해졌습니다 또한 최대 1014우리는 두 개의은 나노 입자의 접합부에서 더 큰 SERS 강도 향상을 달성 할 수 있음을 확인했습니다
은 나노 입자 (평균 직경 40 nm)를 살아있는 효모 바카라 사이트 주소의 표면에 흡착하고 레이저 광으로 조사 할 때,은 나노 입자 근처에서 밝은 반점이 관찰되었다 (도 1) SERS 현상은 은색 나노 입자로 인해 발생하는 것으로 생각됩니다 각은 나노 입자 근처에서 SERS 광의 스펙트럼 측정을 현미경을 사용하여 수행 하였다 (도 2) 펌프 라이트 인 레이저 (파장 532nm)의 조사 강도는 15 w/cm210025_100865w/cm2, ~ 300 s)와 비교하여, 조사는 일정 기간 동안 훨씬 약하고 짧으며 바카라 사이트 주소의 경우 가벼운다 살아있는 바카라 사이트 주소를 측정 할 때 바카라 사이트 주소에 미치는 영향을 최소화하는 것이 매우 중요합니다
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그림 1
(a) 효모 바카라 사이트 주소의 플라즈몬 공명 광 산란 이미지 흡착 된은 나노 입자 은 입자로 인한 녹색 및 적색 반점은 효모 바카라 사이트 주소의 표면에서 볼 수 있습니다
(b) 효모 바카라 사이트 주소의 빛 이미지는 은색 나노 입자를 흡수합니다 SERS는 효모 바카라 사이트 주소의 표면에 흡착 된은 나노 입자로부터 선택적으로 방출된다 스케일 바는 1µm입니다
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그림 2
SERS 스펙트럼 및 SERS 단일 효모 분자로부터 효모 바카라 사이트 주소의 빛 이미지가 흡착 된은 나노 입자 스케일 바는 1µm입니다
스펙트럼 a ~ f는 이미지에서 a ~ f로 표시된 밝은 점의 SERS 스펙트럼입니다
빨간 점은 단백질 분자에 의해 산란에 할당 될 수있는 라만 밴드입니다 라만 밴드는 녹색 점을 할당 할 수 없었습니다
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그림 3
실험 장비 정보 현미경 샘플의 표면에 놓인 효모 바카라 사이트 주소는 백색광 또는 레이저 광으로 조사 될 수 있으며, 산란 된 빛은 분광 광으로 측정 될 수있다
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측정 된 SERS 빛은 번쩍이는 현상을 보여주었습니다 이 번쩍이는 현상은은 나노 입자에 흡착 된 분자의 변동으로 인해 발생하며, 많은 분자로부터 SERS 빛으로 관찰되지 않는 현상이다 다시 말해, 단일 단백질 분자로부터 SERS 빛을 측정하고있을 가능성이있다 또한, 우리가 원자력 현미경을 사용하여 SERS를 나타내는 효모 바카라 사이트 주소의 표면을 관찰했을 때, 우리는 흡착 전에 각 입자에 대해 분리 된은 나노 입자가 바카라 사이트 주소 표면에 흡착되었을 때, 대부분은 두 개의 이량 체 구조 (도 4) 두 입자가 이량 체 구조를 가질 때, SERS 활성은 두 입자의 접합부에서 상당히 높다는 것이 알려져있다 즉, 라만 산란 된 빛의 강도는 크게 향상된다 또한, 접합부 사이의 간격은 나노 미터 약이므로, 대략 하나의 단백질 분자가 접합부로 들어갈 수 있습니다 대부분의은 나노 입자는 이량 체 구조를 가지기 때문에,이 시간 측정 된 SERS 스펙트럼은은 나노 입자 이량 체의 접합부에 흡착 된 단일 단백질 분자의 스펙트럼 일 가능성이 높다
단백질 분자 이외에, 만난, 글루칸, 키틴과 같은 다당류 분자는 효모 바카라 사이트 주소의 표면에 존재하지만, 이번에 측정 된 SERS 스펙트럼을 분석 할 때, 많은 산란이 질소 원자 등을 함유하는 기능 그룹으로 인해 확인되었다 이 기능성 그룹은 단백질에 고유하며 다당류에서는 발견되지 않습니다 다시 말해, 현재의 SERS 스펙트럼은 다당류 분자로부터의 산란이 아니라 바카라 사이트 주소 표면에 위치한 단백질 분자의 스펙트럼에 기인하며, 표적 분자를 측정 할 수 있다고 믿어진다 단백질 분자에 함유 된 질소 및 황 원자는은 나노 입자와 높은 친화력을 가지기 때문에,은 나노 입자에 흡착 된 단백질 분자만이 SERS 현상을 나타냈다
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그림 4
(a)은 나노 입자가 흡착되지 않은 단일 효모 바카라 사이트 주소 표면의 AFM 이미지
(b)은 나노 입자에 의해 흡착 된 단일 효모 바카라 사이트 주소 표면의 AFM 이미지 이량 체로 보이는 입자는 검은 원으로 둘러싸여 있습니다 또한, 바카라 사이트 주소의 비전 분야는 (a)와 다릅니다
(c) (b)의 빨간색 선으로 표시된 위치의 단면 투영 높이는 사용 된은 나노 입자의 크기 (평균 직경 40 nm)에서 예상보다 낮기 때문에,은 나노 입자는 바카라 사이트 주소 표면에 부분적으로 묻힌 것으로 추정된다 왼쪽으로부터의 두 번째 입자는 단면으로부터의 투명한 이량 체 구조를 보여준다 |
은은 항균 활성을 가지고 있으므로은 나노 입자는 바카라 사이트 주소에 독성이있을 수 있습니다 우리가 개발 한 SERS 분광법을 사용하여 바카라 사이트 주소 표면 단백질의 현장 측정의 다양성을 증가시키기 위해, 우리는 금 나노 입자를 사용하여 SERS 분광법을 개발할 것입니다 또한, 회사는 금 나노 입자의 표면을 수정하려고 시도하고, 고급 SERS 분광법을 개선하는 것을 목표로합니다
(연구 강사)
독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
건강 공학 연구 센터, 바이오-나노 측정 팀
연구원 Ito Tamitake
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