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Chiroptical analysis using controlled chiral nano-optical field

Research Project

Project/Area Number 19K05521
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

Nishiyama Yoshio  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (40617487)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsキラル / 円二色性 / プラズモン / 非線形 / ナノキラル / ナノキラル光電場 / キラル分光分析
Outline of Research at the Start

金属ナノ粒子中に閉じ込められた自由電子であるプラズモンは、ナノスケールの空間にキラルな光(ナノキラル光電場)を発生させる。この特殊な光をキラルな分子の分析に用いるために、第一に金属ナノ粒子の形状やナノ粒子に照射する光を変化させ、よりキラルな性質の強い光を発生させる原理を見出す。これに基づき発生させたナノキラル光電場を実際にアミノ酸やたんぱく質の分光分析に適用し、キラル分子の高感度な分光分析法となることを実証する。

Outline of Final Research Achievements

Chiral gold nanoparticles(AuNPs) were synthesized and their circular dichroism (CD) properties can be successfully evaluated by thermal CD method. The CD signals were modified in the presence of chiral molecules, demonstrating that the prepared AuNPs has the chiral detection capability. We also developed the novel CD system using spectral interferometry that achive CD spectra in 1 second.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体分子などを評価する上で必要な不可欠な測定法となっている、円二色性測定装置を新しい原理に基づいて、現有装置の性能を上回る高速化を実現できた。これは、時々刻々と変化する生体内の化学反応を計測する上で有効であり、新たな分析技術として発展していくことが期待される。また、キラルな金ナノ粒子がキラル分子の検出能を示したことは、金ナノ粒子の電場増強効果や非線形光学特性と合わせた微小領域でのキラル検出に高い効果を発揮すると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Molecular diffusion and aggregate formation of photoproducts from ketoprofen in aqueous solutions2022

    • Author(s)
      Nishiyama Yoshio、Nagatani Hirohisa
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 795 Pages: 139511-139511

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2022.139511

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A light-switching pyrene probe to detect phase-separated biomolecules2021

    • Author(s)
      Hazawa Masaharu、Amemori Shogo、Nishiyama Yoshio、Iga Yoshihiro、Iwashima Yuki、Kobayashi Akiko、Nagatani Hirohisa、Mizuno Motohiro、Takahashi Kenji、Wong Richard W.
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 8 Pages: 102865-102865

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102865

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Size evaluation of gold nanoparticles using transient grating method with deep-UV excitation pulses2021

    • Author(s)
      Nishiyama Yoshio、Sasai Ayame、Nagatani Hirohisa
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 778 Pages: 138763-138763

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2021.138763

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synergistic Ion-pair Extraction and Separation of Trivalent Lanthanoid Ions with 4-Isopropyltropolone and 1,10-Phenanthroline into <i>o</i>-Dichlorobenzene2020

    • Author(s)
      T. Yamashita, Y. Nishiyama, K. Morita, H. Nagatani and H. Imura
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 479-484

    • DOI

      10.2116/analsci.19P394

    • NAID

      130007830158

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2020-04-10
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  • [Journal Article] Phase-Stable Optical Activity Measurement by Common-Path Spectral Interferometry2020

    • Author(s)
      Yoshio Nishiyama, Shoichi Ishikawa, Hirohisa Nagatani
    • Journal Title

      Optics letters

      Volume: 45 Issue: 20 Pages: 5868-5868

    • DOI

      10.1364/ol.405066

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    • Author(s)
      Makoto Nabara, Sho Yamamoto, Yoshio Nishiyama, Hirohisa Nagatani
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 36 Issue: 35 Pages: 10597-10605

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01962

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    • Author(s)
      Yamamoto Sho、Kanai Shohei、Takeyama Marie、Nishiyama Yoshio、Imura Hisanori、Nagatani Hirohisa
    • Journal Title

      Journal of Electroanalytical Chemistry

      Volume: 856 Pages: 113566-113566

    • DOI

      10.1016/j.jelechem.2019.113566

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      真下 隆都, 西山 嘉男, 永谷 広久
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      Yoshio Nishiyama, Hirohisa Nagatani
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      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
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  • [Presentation] リン脂質吸着液液界面におけるミトキサントロンの分光電気化学解析2020

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      真下 隆都, 西山嘉男, 永谷広久
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      真下 隆都, 西山嘉男, 永谷広久
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      石川翔一, 西山嘉男, 永谷広久, 井村久則
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      金井 祥平, 高見 俊成, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則
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      名原 真人, 山本 翔, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則
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      日本分析化学会第68年会
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  • [Presentation] 楕円率検出型円二色性測定法を用いたキラル金属錯体の配位子置換反応解析2019

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      石川 翔一, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則
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      日本分析化学会第68年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 香西 竣太, 西山 嘉男, 永谷 広久, 井村 久則2019

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      光反応を利用した金ナノロッド合成過程のその場分光分析
    • Organizer
      日本分析化学会第79回分析化学討論会
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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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