The purpose of my research is to analyze the structure of macromolecules using a method called Raman spectroscopy. Rayleigh scattered light having the same wavelength as the excitation light and Raman scattering light shifted by the frequency of molecular vibration are obtained by applying excitation light to a molecule that is performing molecular vibration. Raman spectroscopy is a method of displaying the obtained Raman scattering light as a spectrum and observing its peak and performing structural analysis. However, since Raman scattered light is very weak, it may not be possible to obtain spectra for small samples. To compensate for its weak point, we use a technique called probe-enhanced Raman spectroscopy (TERS). By using this method, it is possible to greatly enhance Raman scattering light. Accordingly, it is possible to analyze the structure of many samples.
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私の研究の目的はラマン分光法と呼ばれる方法を用いて高分子の構造解析を行う事です。
ある分子振動をしている分子に対して励起光を当てると、励起光と同じ波長をもつレイリー散乱光と分子振動の振動数分ずれたラマン散乱光が得られます。 得られたラマン散乱光をスペクトルとして表示して、そのピークを観察して構造解析を行う方法をラマン分光法と言います。しかし、ラマン散乱光は非常に微弱であるため、少量のサンプルに対してはスペクトルを得られない場合があります。その弱点を補うために探針増強ラマン分光法(TERS)と呼ばれる手法を用います。この手法を用いることでラマン散乱光を大きく増強させることが出来ます。これにより多くのサンプルの構造解析を可能とします。 |
Currently, we are developing AFM that a device can measure the surface shape of the sample combining Raman spectrometer with the device. With this combination, the state of the surface of the sample can be known in units of nm, and at the same time its structure can be analyzed. TERS measurement is also possible by irradiating the laser laterally from the AFM chip.In addition, special conditions (eg, vacuum state, low temperature etc.) are not required for experiments, so structural analysis of biomaterials is also possible. In addition, we are separately developing a device that can simultaneously perform Raman measurement from above and below. This makes it possible to carry out more detailed molecular structure analysis by measuring with lasers of different wavelengths.
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現在、私たちはAFMと呼ばれる試料の表面の形状を測定できる装置とラマン分光器を組み合わせた装置を開発中です。この組み合わせによりサンプルの表面の状態をnm単位で知ることができ、同時にその構造を解析することが可能となります。AFMのチップに対してレーザーを横から照射することでTERS測定も可能としています。また実験に際して特別な条件(例, 真空状態,低温など)を必要としないため、生体材料の構造解析も可能となります。
さらに、上下から同時にラマン測定を行う事が出来る装置も別に開発しています。これは異なる波長のレーザーを用いて測定することでより詳細な分子構造解析を行うことが可能となります。 |
By Raman spectroscopy, spectra of polypropylene (PP) and polyethylene terephthalate (PET) which are representative polymers could be obtained. In addition, it is also possible to measure the monolayer of benzene thiol prepared on silver. As for TERS measurement, it was confirmed that enhancing effect can be obtained even in the fine upper and lower ranges of about 1 nm, and a reinforcing effect was obtained even with a conductive polymer. In the future, we will continue to do basic experiments and adjust equipment, and we would like to make it possible to measure biomaterials, other polymers, or organic materials.
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ラマン分光法により代表的なポリマーであるポリプロピレン(PP)やポリエチレンテレフタレート(PET)のスペクトルは得ることが出来ました。また、銀の上に作成したベンゼンチオールの単分子膜の測定も可能となりました。
TERS測定に関しては、1nm程の微細な上下でも増強効果が得られることが確認できており、導電性高分子でも増強効果が得られました。 今後は基礎実験及び装置の調整を続けていくとともに、生体材料や他の高分子、または有機材料の測定も可能としていきたいと考えています。 |