• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

近赤外応答四重極共鳴局在表面プラズモンセンシングプレートの開発

Research Project

Project/Area Number 11J00676
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

内田 修平  大阪大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords表面プラズモン / 自己組織化 / ナノ粒子 / 大気圧プラズマ
Research Abstract

作製したAuナノシェル表面に対して11-mercaptoundecanic acid、N-biotinyl-3、6-dioxaoctanediamine分子を用いた化学結合を利用することでStreptavidin (SA)分子を吸着・固定し、その際の局所的な誘電率変化に対するプラズモン共鳴波長シフトを測定することでセンシング素子への適性を示した。化学修飾プロセス後におけるナノシェルアレイの光学応答を測定し、極大消光ピーク位置が赤外方向へ最大67nmシフトすることを確認した。ここで、特定分子吸着現象を検出可能であることを示した。また、Langmuir吸着等温式を用いて算出したSA分子の溶液濃度一被覆率の関係を実験値と比較したところ、良く合致することを示した。結合定数が1.5x10^<12>mol/Lであることを実験的に明らかにし、検出限界感度5fMを達成した。これは市販レベルの数十倍に相当する検出感度であり、本研究において作製したナノ構造の優位性を示した。また、検出限界濃度におけるSA分子の被覆率は0.029であり、個々のナノシェル当たり50個以下のSA分子吸着に対して光学応答が変化することがわかった。同時に、X線光電子分光法および赤外吸収分光法を用いて化学修飾プロセス前後における表面を評価したところ、11-mercaptoundecani cacid分子、N-biotinyl-3、6-dioxaoctanediamine分子、SA分子が確実にナノシェル表面に対して吸着・固定していることを示した。上記のピークシフトが目的分子の吸着現象に由来することを確認した。
本研究において提案したナノシェル配列構造はギャップ部分に誘起される増強電場を利用することで市販品と比較しても非常に高感度・高効率なLSPRセンシングプレートへの適応が可能であることを理論的・実験的に示した。将来、本研究において得られた成果や知見が簡便・安価・安心なセンシングプレートを早期実用化への牽引役となり、社会基盤の安定と発展の礎となることを期待する。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Fundamental research on the label-free detection of protein adsorpti on using near-infrared light-responsive plasmonic metal nanoshell arrays with controlled nanogap2013

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Journal Title

      Nanoscale Research Letters

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 274-277

    • DOI

      10.1186/1556-276x-8-274

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSAR2012

    • Author(s)
      Shuhei Uchida, Kazuya Yamamura and Nobuyuki Zettsu
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: 523-524 Pages: 680-685

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.523-524.680

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple and Versatile Route to High Yield Face-to-Face Dimeric Assembly of Ag Nanocubes and Their Surface Plasmonic Properties2011

    • Author(s)
      Shuhei Uchida, Atsushi Taguchi, Menehisa Mitani, Taro Ichimura, Satoshi Kawata, Kazuya Yamamura, Nobuyuki Zettsu
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      Volume: 11巻 Issue: 4 Pages: 2890-2896

    • DOI

      10.1166/jnn.2011.3890

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Discrete Polystyrene Nanoparticle Arrays with Controll able Their Structural Parameters2011

    • Author(s)
      Shuhei Uchida, Kazuya Yamamura, Nobuyuki Zettsu
    • Journal Title

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      Volume: 11巻 Issue: 4 Pages: 2956-2961

    • DOI

      10.1166/jnn.2011.3910

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 金属ナノシェルアレイを用いた近赤外プラズモンセンシング2013

    • Author(s)
      内田修平
    • Organizer
      2013年度秋季応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2013-09-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノギャップ構造を有する金属ナノシェルアレイを用いた生体分子検出2013

    • Author(s)
      内田修平
    • Organizer
      精密工学会2013年度秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2013-09-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外光応答局在表面プラズモンセンサを用いた生体分子検出2013

    • Author(s)
      内田修平
    • Organizer
      精密工学会2013年度関西地方定期学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2013-06-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Label-free detection of biotin-streptavidin binding pair by using the near infra-red light responsible plasmonic nanostrucrures array with controlled nanogaps2013

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      E-MRS 2013 Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Strasbourg、France
    • Year and Date
      2013-05-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Femtomolar-level detection of streptavdin using near-IR light responsible PS@Au plasmonic nanoshell array with a controlled nanogap2012

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Hynes Convension Center, Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Precise Asymmetric Nanoshells Array with Nanogaps for A Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSPR2012

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      The 14th International Conference on Precision Engineering
    • Place of Presentation
      Awaji-yumebutai, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2012-11-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Approach to a Nanoscale Optical Biosensor using Nanoshell Array for A Label-Free Immunoassay based on NIR-light Responsive LSPR2012

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      5th International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      Osaka University Nakanoshima Center, Osaka, Japan
    • Year and Date
      2012-10-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外応答型PS@Auナノシェルアレイを用いた化学吸着センシング2012

    • Author(s)
      内田 修平
    • Organizer
      2012秋季応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      松山大学文京キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外光応答局在表面プラズモンセンサによる単分子膜検出2012

    • Author(s)
      内田 修平
    • Organizer
      精密工学会関西支部
    • Place of Presentation
      立命館大学草津キャンパス
    • Year and Date
      2012-06-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Precise Metallodielectric Plasmonic Nanoshell Arrays with Nanogap for Label-Free Immunoassay Based on NIR-light Responsive LSPR2011

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      The 4^<th> International Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      2011-11-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 非対称性構造を有するPS@Auナノシェルアレイの作製と近赤外プラズモン特性2011

    • Author(s)
      内田修平
    • Organizer
      2011年秋季応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2011-08-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Coupled-plasmon resonances in highly-ordered PS@Au nanoshell arrays2011

    • Author(s)
      Shuhei Uchida
    • Organizer
      The 5^<th> International Conference on Surface Plasmon Photonics
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2011-05-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi