分析ナノ科学：単一分子計数によるデジタルコロイド増強ラマン分光法

複雑な混合物中に非常に低濃度で存在するさまざまな分子を定量的に検出することは、発がん性の突然変異誘発物質や早期疾患マーカーの検出から環境汚染物質やバイオテロ剤の検出まで、多くの科学技術分野において主な目標となっている。さらに、こうした分析物を外部標識や修飾を用いずに検出できる技術は、極めて有用であり、望ましいことが多い。この点に関して、表面増強ラマン分光法は、複雑な混合物中の分子種を、それらに固有の独特な振動の特徴に基づいて検出することができる。しかし、この目的での表面増強ラマン分光法の開発は、信号の不均一性を制御できず、低分析物濃度での再現性が低いため、これまで困難であった。今回我々は、概念実証として、デジタル（ナノ）コロイド増強ラマン分光法を用いて、非常に低濃度のさまざまな標的分子の再現性のある定量化を単一分子計数によって日常的に実現でき、これが測定過程のポアソン雑音によってのみ制限されることを示す。こうした振動的特徴を増強する、ヒドロキシルアミン–還元銀コロイドなどの金属コロイドナノ粒子は、通常条件下で大量に作製できるので、デジタル（ナノ）コロイド増強ラマン分光法は、ヒトの健康に非常に重要なものを含むさまざまな分析物の確実な超高感度検出に最適な技術になると、我々は予想する。

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