Development of toxic-free afterglow biomarkers with diameter of 20 nm and emitting sign of disease area of crops

• Project/Area Number: 22K05200
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34030:Green sustainable chemistry and environmental chemistry-related
• Research Institution: Meijo University
• Principal Investigator: 西山 桂 名城大学, 理工学部, 教授 (40283725)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 蓄光材料 / バイオマーカー / バイオ光標識

Outline of Research at the Start

申請者は最近、世界に先駈けて、SrAl2O4系「蓄光ナノ粒子」（粒径 d = 50 nm）を合成した。この粒子は、UV励起ののち、発光に関与する電子状態（励起三重項状態）を巧みに利用し、約２時間の発光寿命を持ち、可視光域（540 nm, 青緑色）で発光する。
蓄光ナノ粒子は作物（イネ科等）の根から吸収され、各部位（根、茎、葉）へ約30分で到達し、罹病細胞の孔紋膜（開口径 100 nm）から細胞内に入る。粒径 d = 20 nm の金属ナノ粒子を使用すると、金属の種類を問わず孔紋膜から吸収されることを、申請者は既に見出した。本研究では、蓄光ナノ粒子（d ≦ 20 nm）を合成し、作物の発光標識剤として応用する。