課題番号 ：S-17-CT-0107
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：金ナノ粒子を固定化したゲルの観察
Program Title (English) ：Observation of gold nanoparticles immobilized on hydrogel surface
利用者名（日本語） ：居城 邦治1) ,2)，濱島 暁3), 三友 秀之1) ,2), 新倉 謙一4)
Username (English) ：Kuniharu Ijiro1),2), Satoru Hamajima3), Hideyuki Mitomo1),2), Kenichi Niikura4),
所属名（日本語） ：1) 北海道大学電子科学研究所，2) 北海道大学国際連携研究教育局，3) 北海道大学大学院総合化学院，4)日本工業大学創造システム工学科
Affiliation (English) ：1) RIES, Hokkaido University, 2) GI-CoRE, Hokkaido University, 3) Grad. Sch. 　of Chem. Sci. and Eng., Hokkaido Univ., 4) Dept. Innov. Sys. Eng., Nippon Inst. Tech.

１．概要（Summary）
金ナノ粒子が近接することでプラズモン共鳴が起こり、表面増強ラマン散乱（SERS）による分子検出技術に応用できる。利用者らは金ナノ粒子の集合体をハイドロゲル上に固定化することで、ゲルの体積変化によりSERS検出感度が向上することを明らかにした。しかしながら、金ナノ粒子間ギャップ距離変化の詳細は不明であった。そこで本申請課題では、ナノスーツ法を用いて電子顕微鏡でゲル表面に固定化した金ナノ粒子を観察し、ギャップ距離変化の詳細を評価した。

２．実験（Experimental）
電子線リソグラフィー法によってSi基板上に一辺約100 nmの金ナノ粒子配列を作製した。その基板上でポリアクリル酸ゲルを重合し、基板から剥がす事で、金ナノ粒子をゲル表面に固定化した。ゲルの内部溶媒を水溶液から親水性イオン液体と水の混合溶媒に置換した。減圧して水を揮発させ、膨潤度の異なる複数のイオン液体で膨潤したゲルを作製した。その後、ゲル表面にナノスーツ法を利用して導電膜を作製し、金ナノ粒子配列を電子顕微鏡で観察した。観察には 千歳科学技術大学・分子物質合成プラットフォーム設置の電界放出形走査電子顕微鏡FE-SEM（日本電子社製JSM-7800F）を 用いた。

３．結果と考察（Results and Discussion）
ゲルは真空下で収縮する事はなく、表面の金ナノ粒子配列を転写前Si基板上とほぼ同じ分解能で観察する事に成功した（Fig. 1）。SEM像の解析より、ILゲル表面の金ナノド ット間のギャップ距離はゲルの体積によって変化している事が確認できた。
Fig. 1 イオン液体と水の混合比率20:80 (a), 80:20 (b) の混合溶媒を用いて溶媒を置換したゲル表面の金ナノ粒子配列のSEM像

４．その他・特記事項（Others）
・謝辞
本研究の遂行にあたり、千歳科学技術大学の平井悠司先生、植村駿様にナノスーツ法、FE-SEMの操作方法や試料の調製についてご指導いただきました。この場を借りて感謝の意を表します。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1)　濱島 暁，三友 秀之，松尾 保孝、新倉 謙一，居城 邦治，2017年度北海道高分子若手会，平成29年9月
(2)　濱島 暁，三友 秀之，松尾 保孝、新倉 謙一，居城 邦治，第66回高分子討論会，平成29年9月
(3)　濱島 暁，三友 秀之，松尾 保孝、新倉 謙一，居城 邦治，第7回CSJ化学フェスタ2017，平成29年10月
(4)　濱島 暁，三友 秀之，松尾 保孝、新倉 謙一，居城 邦治，The 18th RIES-Hokudai International Symposium，平成29年11月
(5)　濱島 暁，三友 秀之，松尾 保孝、新倉 謙一，居城 邦治，第52回北海道支部研究発表会，平成30年1月
６．関連特許（Patent）
なし。