【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS1048
利用課題名 / Title
液中レーザーアブレーション法で作製した窒化ホウ素ナノシートの顕微ラマン分光
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
アブレーション, ナノシート, 窒化ホウ素,バイオアダプティブ材料/ Bioadaptive materials
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
古部 昭広
所属名 / Affiliation
徳島大学ポストLEDフォトニクス研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
Siddhant Tonape
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
中本 圭一
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
六方晶構造の窒化ホウ素（BN）は、2次元原子層が弱く結合して積層した構造を持ち、機械的剥離によりナノシートを得ることができる。本研究では、液中レーザーアブレーション法を用いて、100 nm未満のBNナノシートの製造を目指し、最適化の結果、2時間の照射と200 mmの焦点距離のレンズにより88 nmの粒子サイズを達成した。その後、BNナノシートに葉酸(FA)をグラフティングし、医薬品送達機能を向上させた。分子研の顕微ラマン分光装置を用いて、BNの結晶性や原子層数、葉酸の吸着量や吸着様式を解析し、ドラッグデリバリー応用に向けた基礎的な物性の知見を得た。
実験 / Experimental
分子研の高感度顕微ラマン分光システムを活用し、分子構造および局所結晶構造の解析を行った。まず、試料の特性に適した対物レンズの倍率とラマン励起レーザーの波長を選定し、空間分解能や蛍光バックグラウンドの影響を考慮した最適な観察条件を決定した。
励起光源には波長532 nmのレーザーを使用し、試料を最適に励起するため、出力を5%に設定した。各測定の積分時間は30秒とし、データの精度と信頼性を確保するために5回または10回の平均化を行った。
検出システムには、578×386チャネルを持つ背面照射型ディープディプリッションCCD（電荷結合素子）を採用し、高感度かつ低ノイズで微弱なラマン信号の検出を可能にした。顕微鏡にはLeica製モデルを使用し、Mitutoyo製の長作動距離対物レンズを接続することで、多様な試料観察を可能にした。今回の解析では、20倍の対物レンズを使用し、適切なスケールでの詳細な観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
遠心分離したBN試料のラマン分光分析では、1366 cm-1付近に顕著なピークが確認された。このピークはDバンドに対応し、グラファイトや類似の層状構造を持つ材料に一般的に見られるものであり、格子内の欠陥や無秩序の存在を示唆する。h-BNにおいて、このピークは通常1350–1380 cm-1の範囲に現れるため、本試料にBNが含まれていることが確認された。また、h-BNのE2g対称性に由来する2つの振動モードが検出され、低周波側では52.5 cm-1、高周波側では1366 cm-1にピークが見られた。高周波モードは、ホウ素（B）と窒素（N）原子が互いに反対方向に振動する平面内振動に対応し、低周波モードよりも約50倍強い信号を示した。
BNのラマンスペクトルを基に、BNと葉酸（FA）の複合体（BNFA）についても分析を行った。フェムト秒増幅チタンサファイアレーザーを用いて作製したBNFA試料では、BN由来の1366 cm-1のピークが確認され、これはh-BNのE2g振動モードを示す特徴的なシグナルである。また、1600 cm-1付近に鋭いピークが観測され、これは葉酸に由来する振動モードと考えられる。このピークは、葉酸分子内のプテリン環およびp-アミノ安息香酸部位の振動に対応すると推測される。BNに対する葉酸の信号強度が高いことから、BNナノ構造への葉酸の機能化が成功していることが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
徳島大学大学院創成科学研究科理工学専攻の修士論文（2024年9月）に本成果を利用した。
論文タイトル：Boron Nitride Nanoparticles Fabricated via Femtosecond Laser Ablation for Enhanced Biocompatibility and Drug Delivery
学位取得者：Siddhant Mahesh Tonape
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件