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プラズモニックチップによる光応答性分子薄膜界面の局所的構造制御

公募研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 15H01100
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関関西学院大学

研究代表者

田和 圭子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードプラズモニックチップ / 電場増強 / 異性化 / 針状結晶化 / ジアリールエテン / 薄膜 / アルミニウム / 光応答性分子 / 顕微分光イメージング / プラズモン / 結晶 / 光異性化 / プラズモン共鳴 / フォトクロミック化合物 / 結晶化 / 顕微鏡
研究実績の概要

プラズモニックチップは波長サイズの周期構造をもつ金属薄膜でコートされた基板のことで、これまで我々は銀薄膜や金薄膜でコートされたプラズモニックチップを作製し、これによる増強蛍光を利用した高感度バイオセンサーや高感度蛍光イメージングツールの開発を行ってきた。本研究では、プラズモニックチップが電場増強を与えるという性質を利用して、プラズモニックチップ上の光化学反応を促進させ、ジアリールエテン薄膜のような光応答性分子薄膜のミクロな異性化とそれに伴うマクロな結晶化の関係を明らかにすることを目指した。まず、UV光の波長領域で増強電場を形成できるアルミニウム薄膜で覆われたプラズモニックチップを作製し、その光学特性を明らかにした。そして、このアルミニウムプラズモニックチップの上にジアリールエテン(DAE)薄膜を調製した。UV光照射によってDAEは開環体から閉環体へ光異性化することが知られているが、顕微鏡上にDAE薄膜をコーティングしたチップをおき、UV光照射を行うと、平坦な部分と比べ、プラズモニック構造上で異性化が促進されることがわかった。一方で、この異性化とともに針状結晶化が起こることも報告されている。そこで、顕微鏡上でin-situで基板側(膜の裏側)からのUV光照射し、異性化・結晶化を観察した。すると、異性化は起こるが、針状結晶化は見られなかった。また、膜表面側からのUV光照射では、異性化した後、数時間で針状結晶化が見られた。この結晶化のメカニズムについては今後のより詳細な実験が必要である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 13件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced Fluorescence Microscopy with the Bull’s Eye-Plasmonic Chip2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa*, Shota Izumi, Chisato Sasakawa, Chie Hosokawa, and Mana Toma
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interleukin-6 Detection with a Plasmonic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa*, Masashi Sumiya, Mana Toma, Chisato Sasakawa, Takuma Sujino, Tatsuki Miyaki, Hikaru Nakazawa, Mitsuo Umetsu
    • 雑誌名

      Journal of Molecular and Engineering Materials

      巻: 4 号: 03 ページ: 1640009-1640009

    • DOI

      10.1142/s2251237316400098

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitive Detection of Cell Surface Membrane Proteins in Living Breast Cancer Cells by Using Multicolor Fluorescence Microscopy with a Plasmonic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa*, Shohei Yamamura, Chisato Sasakawa, Izumi Shibata, Masatoshi Kataoka
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. & Interfaces

      巻: 8 号: 44 ページ: 29893-29898

    • DOI

      10.1021/acsami.6b07777

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polydopamine Thin Films as Protein Linker Layer for Sensitive Detection of Interleukin-6 by Surface Plasmon Enhanced Fluorescence Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Mana Toma and Keiko Tawa*
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. & Interfaces

      巻: 8 号: 34 ページ: 22032-22038

    • DOI

      10.1021/acsami.6b06917

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence microscopy imaging of cells with a plasmonic dish integrally molded2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, C. Sasakawa, T. Fujita, K. Kiyosue, C. Hosokawa, J. Nishii, M. Oike and N. Kakinuma
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3S2 ページ: 03DF12-03DF12

    • DOI

      10.7567/jjap.55.03df12

    • NAID

      210000146215

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A plasmonic chip-based bio/chemical hybrid sensing system for the highly sensitive detection of C-reactive protein2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, R,, Tawa, K., Kitayama, Y., Takeuchi, T.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 52 号: 20 ページ: 3883-3886

    • DOI

      10.1039/c5cc07868g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] アルミニウムチップ上に調製されたジアリールエテン薄膜の光異性化に伴う結晶化過程のin situ 顕微鏡観察2017

    • 著者名/発表者名
      加登山太河、西村涼、當麻真奈、内田欣吾、田和圭子
    • 学会等名
      日本化学会年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス (神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップを用いたナノ粒子の蛍光観察2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 竜也, 泉 章太, 亀山 達矢, 鳥本 司, 田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会第3回関西支部講演会
    • 発表場所
      大阪大学中ノ島センター(大阪府、大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Application of the Plasmonic Chip to Fluorescence Imaging and Photochemistry of a Diarylethene Film2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa
    • 学会等名
      9th Asian and Oceanian Photochemistry Conference 2016 (APC2016)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-situ Microspectroscopic Imaging for Photoisomerization of Diarylethene film on the Aluminium Plasmonic Chip with Uplight-Inverted Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kadoyama,Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida, Keiko Tawa
    • 学会等名
      9th Asian and Oceanian Photochemistry Conference 2016 (APC2016)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 20.”In-situ microspectroscopic imaging of photoisomerization and crystallization in diarylethene film on the aluminium plasmonic chip2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida, Keiko Tawa
    • 学会等名
      2nd International Conference on Photoalignment & Photopatterning in Soft Materials (PhoSM2016)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multicolor Fluorescence imaging of living tumor cells with the plasmonic chip2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, C. Sasakawa, I.Shibata, S. Yamamura, and M. Kataoka
    • 学会等名
      The 14th International Conference of Near-Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques (NFO-14)
    • 発表場所
      浜松アクトシティ(静岡県、浜松市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diarylethene Film on the Aluminium Plasmonic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida, Keiko Tawa
    • 学会等名
      KJF-ICOMEP 2016
    • 発表場所
      アクロス福岡(福岡県、福岡市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of an Interface Structure of Photoresponsive Film on a Plasmonic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa, Taiga Kadoyama, Mana Toma, Kingo Uchida, Ryo Nishimura
    • 学会等名
      1st International Symposium on Photosynergetics, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (2014-2018), MEXT, Japan
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • 年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ Microspectroscopic Imaging for Photoisomerization of Diarylethene Film Promoted on the Aluminium Plasmonic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kadoyama, Mana Toma, Keiko Tawa, Ryo Nishimura, Kingo Uchida
    • 学会等名
      1st International Symposium on Photosynergetics, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (2014-2018), MEXT, Japan
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • 年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジアリールエテン薄膜の光異性化および結晶化過程の正倒立顕微分光イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      田和圭子・加登山太河・當麻真奈、龍谷大理工 西村涼・内田欣吾
    • 学会等名
      高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] In-Situ Microspectroscopic Imaging for Photoisomerization and Crystallization of Diarylethene Film with Upright-Inverted Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida, Keiko Tawa
    • 学会等名
      26th IUPAC International symposium on photochemistry
    • 発表場所
      大阪中央公会堂(大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2016-04-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化亜鉛プラズモニックチップを用いたサンドイッチ型高感度イムノセンシング2016

    • 著者名/発表者名
      田和圭子、角谷真詩、笹川知里、筋野拓馬、中澤光、梅津光央
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムチップ上に調製したジアリールエテン薄膜における光異性化と結晶化のin-situ顕微分光イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      加登山 太河、西村 涼、當麻 真奈、内田 欣吾、田和 圭子
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光応答性分子の光異性化と結晶化のin situ顕微鏡観察2016

    • 著者名/発表者名
      加登山太河、西村涼、當麻真奈、内田欣吾、田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会2016年度第一回関西支部講演会
    • 発表場所
      産総研関西センター(兵庫県、池田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムプラズモニックチップで促進されるジアリールエテン膜の光異性化過程の顕微分光イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      加登山 太河、西村 涼、當麻 真奈、内田 欣吾、田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会第2回関西支部講演会
    • 発表場所
      関西学院大学関学会館(兵庫県、西宮市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence imaging of a single nanoparticle on the plasmonic chip2015

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa、 Chisato Sasakawa、 Chie Hosokawa
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple Detection of Interleukin-6 on a ZnO-Coated Plasmonic Chip with a Fluorescence Microscope2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, C. Sasakawa, T. Sujino, M. Umetsu
    • 学会等名
      MNC2015
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitive Fluorescence Imaging of Cells with a Palsmonic Chip2015

    • 著者名/発表者名
      Keiko TAWA
    • 学会等名
      2015 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics
    • 発表場所
      KAL hotel, Jeju island, Korea
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicolor fluorescence microscopic imaging of cancer cells on the plasmonic chip2015

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa, Chisato Sasakawa, Shohei Yamamura, Izumi Shibata, Masatoshi Kataoka
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics, Nanoscience + Engineering, Plasmonics:
    • 発表場所
      Convention center, San diego, USA
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence imaging of cells on the plasmonic dish integrally molded2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Fujita, Chisato Sasakawa, Kazuyuki Kiyosue, Chie Hosokawa, Junji Nishii
    • 学会等名
      M&BE 8
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックディッシュで培養した神経細胞の高感度蛍光イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      田和圭子、藤田剛、細川千絵、西井準治
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] http://www.kg-applchem.jp/tawa/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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