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Chirality Sensing Based on Plasmon Resonance

Research Project

Project/Area Number 20K20560
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 34:Inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Tatsuma Tetsu  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90242247)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywordsプラズモン共鳴 / キラリティ / 化学センサ / 金属ナノ粒子 / キラリティー / 磁性体ナノ粒子
Outline of Research at the Start

生物を構成する分子の多くがキラリティを持つため、分子のキラリティを測るセンサや、制御する触媒は学術・実用的に重要である。本研究では、代表者らが見出したプラズモン誘起電荷分離(PICS)に基づく光ナノ加工技術により、キラリティを持つ小さなプラズモニックナノ構造を円偏光下で作製する。その光学応答が、周囲のキラル分子により影響されることを利用したキラリティセンサを開発する。センサの信号変換にもPICSを用いる。ナノ構造周辺に生ずる近接場光とキラル分子との相互作用を用いた新規なセンサや光触媒などの可能性も追及する。キラルプラズモニック材料が生物のホモキラリティに関与した可能性も検討する。

Outline of Final Research Achievements

Some organic molecules have a property called chirality. These are molecules whose structures are mirrored, like the right hand and the left hand, and in many cases only one of them is useful in a living systems. For example, D-glutamate, the mirror image of L-glutamate, which is used as a seasoning, has no taste. The less useful one might even be toxic. Thus, it is important to distinguish between the mirror images. In this study, we developed a simple method to fabricate a sensor to distinguish them spectroscopically by irradiating circularly polarized light, whose wave propagates while rotating, and electrolytic synthesis, in which a reaction is proceeded by electricity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

キラリティを持つ分子の鏡像体を見分けるセンサを、より簡便に作れるようになると期待される。体内のほぼ全てのアミノ酸がL体のみからなること(ホモキラリティ)の理由がまだ解明されていないが、その解明などを含め、学術的な貢献につながると期待される。また、鏡像体を見分けるための新たなナノ材料につながる知見も得られたので、さらなる発展が期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 5 results) Presentation (42 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 9 results)

  • [Journal Article] Chiral Nanoporous Structures Fabricated via Plasmon-Induced Dealloying of Au-Ag Alloy Thin Films2024

    • Author(s)
      H. Nishi, T. Tojo, and T. Tatsuma
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: 92 Issue: 5 Pages: 057003-057003

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.24-00027

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • Year and Date
      2024-05-09
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      Volume: 128 Issue: 2 Pages: 827-831

    • DOI

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      10.5796/electrochemistry.20-00157

    • NAID

      130007995091

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      中根 佑真、石田 拓也、立間 徹
    • Organizer
      電気化学会第88回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Enhancement of Plasmon-Induced Charge Separation through Plasmon Coupling2020

    • Author(s)
      Tetsu Tatsuma, Hiroyasu Nishi, Takuya Ishida
    • Organizer
      PRiME2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] プラズモン誘起電荷分離によるらせん状キラルナノ構造の作製2020

    • Author(s)
      石田 拓也, 下村 孔輝, 立間 徹
    • Organizer
      2020年web光化学討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 金属ナノ粒子で光と色を操る2020

    • Author(s)
      立間 徹
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2020-08-03   Modified: 2025-01-30  

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