Quantum grade fluorescent nanodiamonds for biological temperature measurements

• Project/Area Number: 24H00406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 28:Nano/micro science and related fields
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 藤原 正澄 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (30540190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺地 徳之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, グループリーダー (50332747) ; 鹿野 豊 筑波大学, システム情報系, 教授 (80634691)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥48,230,000 (Direct Cost: ¥37,100,000、Indirect Cost: ¥11,130,000); Fiscal Year 2025: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000); Fiscal Year 2024: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
• Keywords: 蛍光ナノダイヤモンド / 温度計測 / 電子スピン / 量子計測

Outline of Research at the Start

本研究では、生体内での超高感度温度測定が可能な超高品質ダイヤモンド量子ナノセンサを開発し、生体の局所温度応答性研究に展開する。ダイヤモンド量子センシングはナノスケールでの高感度温度測定法として注目されているが、従来のナノダイヤモンドでは電子スピン特性が劣化し、高い温度精度が得られなかった。代表者は最近、ダイヤモンド中の不純物制御によってこのスピン特性を大幅に改善できることを示した。これを手がかりとして、本研究では、不純物制御によるナノダイヤモンドのスピン特性改善と効率的な作製技術に焦点を当てた研究を行う。これにより、従来より大幅に優れた精度でのナノスケール温度センシングを生体内で実現する。