SERSマッピングを用いた化学療法薬の検出
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表面増強ラマン分光法（SERS）は、単一分子レベルまでの分析対象物の検出を可能にする、さまざまなバイオセンシング用途で確立された分析ツールです。
SERSに寄与する主な部分は、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）をサポートする金属ナノ粒子による入射光場の極端な増幅と局在化に基づく電磁（EM）増強メカニズムであることが示されています。
ナノ粒子間の効率的な LSPR 結合により、EM 増強係数は 108 を超えます。金属ナノ構造の近くの高度に制限された光場を含むサイトは、EM「ホットスポット」と呼ばれることがよくあります。
SERS は、その驚異的な感度にもかかわらず、(1)プラズモニック近接場の不均一性、(2)非特異的結合による SERS 信号強度の変動、および (3)ウェーハ間の再現性と SERS基板の均一性の低さによって、ターゲット分子の信頼性の高い定量が妨げられてきました。
これらの問題を回避するには、大面積 SERS マッピングが、統計的に信頼性が高く再現性のある結果を得るための有利なアプローチであり、検出限界(LoD) を大幅に改善します。この方法は、サブナノモル濃度などの低存在量分子の定量に特に適しており、大面積 SERS マップを記録すると、推定分子濃度の誤差も大幅に削減されます。
通常、ラマン活性分子が SERS 表面に対して高い親和性を示す場合、十分な SERS 信号が得られます。ただし、p-クマリン酸やグルコースなどの重要な分子の多くは、ナノプラズモニック表面に結合しません。これらの場合、1 μm 未満の濃度で信頼性の高い SERS スペクトルを取得することは困難な作業です。
SERS 信号強度は低く、通常、表面汚染物質などに起因する SERS基板バックグラウンドに匹敵します。ここでは、大面積 SERS マッピングが非常に適しています。ここでは、メトトレキサート (MTX) の SERS マッピングの例を示します。右側の SERS スペクトルを参照してください。
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3Dラマンイメージング
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miniRaman MRm は感度が高いため、レーザービームに対して透明または部分的に透明な多成分材料の 3D 化学イメージングに適しています。ここでは、経口薬物送達に使用されるマイクロコンテナ (MC) の複合体積化学マップの例を示します。
体積ラマンマップのマルチカーブ解像度分析の後、(a) PVP (ポリマー) が MC 全体に均一に分散されていること、(b) アモルファス ケトプロフェンが MC 壁の上部と PVP の表面に堆積していること、(c) Si 基板の応答がマップの下部にのみ記録されていることがわかります。
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