[プラズモニックマイクロバブルを利用したシアノバクテリアの捕集・固定化]
共鳴光照射に伴いプラズモンナノ構造体上に発生するマイクロバブルを用いて、光合成細菌のシアノバクテリアを集めて、プラズモン構造体上に固定化できることを見出しました。
上野教授（北海道大学）、村越教授（北海道大学）、民秋教授（立命館大学）、坪井教授（大阪市立大学）らのグループとの共同研究の成果です。
- 研究成果のポイント
- 高強度のプラズモン励起光を照射すると、マイクロバブルが形成され、溶液内に分散するシアノバクテリアをバブル周囲に捕集することに成功
- 捕集した一部のシアノバクテリアは生きたまま構造体上に固定化されることを発見
- プラズモンバイオセンサーの新たな作製方法として今後期待
- Thermo-Plasmonic Trapping of Living Cyanobacteria on a Gold Nanopyramidal Dimer Array: Implications for Plasmonic Biochips
- Shota Naka, Tatsuya Shoji, Sho Fujii, Kosei Ueno, Yumi Wakisaka, Kei Murakoshi, Tadashi Mizoguchi, Hitoshi Tamiaki, Yasuyuki Tsuboi
- ACS Appl. Nano Mater., 3 (2020), 10067-10072.
- DOI: 10.1021/acsanm.0c02071
With implication of developments of plasmonic biochips, we investigated laser trapping of cyanobacteria (CB) on a gold nanostructure, where a nanopyramidal dimer array was integrated. Upon near-infrared (808 nm) laser irradiation of the sample solution, CB cells were immediately collected, trapped, and permanently fixed onto the irradiated area of the nanostructure. About 15 CB cells were fixed to form a ring pattern. Because bubble generation was always necessary for CB fixation, the fixation was not because of a plasmon-enhanced optical force but because of hydrodynamic pressure modulation and Marangoni convection around the bubble. The bubble was generated by a photothermal effect to boil water. The fixation mechanism would be analogous to that of bubble nanolithography. We examined bioactivity and viability of CB cells using fluorescence microspectroscopy. Our method would be applicable to develop living-cell-based biodevices.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c02071