【本学研究者情報】

〇多元物質科学研究所　准教授　三友秀之
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 金ナノ構造の分子サイズの狭い隙間にタンパク質を効率良く誘導する技術を新たに開発。
• タンパク質1分子を検出可能な超高感度センシング基板であることを実証。
• 微量サンプルからのバイオマーカー検出による疾患の早期発見に向けた進展に期待。

【概要】

北海道大学電子科学研究所（東北大学多元物質科学研究所兼務）の三友秀之准教授、居城邦治教授、同大学大学院生命科学院博士後期課程の高　天旭氏らの研究グループは、タンパク質を超高感度で検出する新技術を開発しました。

ナノメートルサイズの金属構造体を利用して、物質の化学構造に特有のシグナルであるラマン散乱^*1を増強し、分子を同定する手法は表面増強ラマン散乱^*2法として知られています。この方法では、金属ナノ構造体のナノサイズの狭い隙間に入り込んだ分子から発生するシグナルが最も強く、これによって微量分子の高感度検出が可能になります。しかし、従来の技術では、サイズが大きなタンパク質のような生体高分子を狭い隙間に効率的に導入することが困難でした。

本研究で新たに開発したGFT（ゲルフィルタートラップ）法は、ゲルが膨潤するときに外部から水を吸収する力を利用してタンパク質をゲルの表面に誘導し、ゲルの網目構造によってゲルの表面にタンパク質を捕捉します。この方法を三角形プレート状金ナノ粒子の集合体を載せたゲルに適用すると、粒子の間隙にタンパク質が効率良く導入され、超高感度での検出が可能になりました。このブレークスルーは、特に医療応用において、1滴以下の体液から様々な生体高分子を簡便に検出するシステムの開発に寄与し、生体センシング技術の分野における大きな進展が期待されます。

なお、本研究成果は、2024年8月2日（金）公開のACS Nano誌に掲載されました。また、今回の研究成果が高く評価され、本研究が掲載誌の表紙に選出されました。

【用語解説】

＊1 ラマン散乱 ... 入射光と分子振動の相互作用によって、入射光とは異なる振動数の光が散乱される現象のこと。

＊2 表面増強ラマン散乱 ... 貴金属表面において、光照射時に形成される局在表面プラズモンによる増強電場において、分子が発するラマン散乱が増強される現象のこと。いかに強い増強電場を形成するかが、ラマン散乱を利用した分子検出において重要とされている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所
准教授　三友 秀之（みとも ひでゆき）
電話： 011-706-9370
Email：hideyuki.mitomo.d8*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所　広報情報室
電話： 022-217-5198
Email：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）