2021 Fiscal Year Annual Research Report
高度に機能制御されたナノダイヤモンド量子センサーの創出と応用
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19K16089
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
外間 進悟 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (00757635)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノダイヤモンド / 金ナノ粒子 / 温度計測 / ポリドーパミン / 量子センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度ー2年度において、発熱/温度計測一体型プローブとして蛍光性ナノダイヤモンドとポリドーパミン融合ナノ粒子（FND-PDA）の開発を行い、細胞内の熱伝導率を計測することに成功した。その結果、細胞内の熱伝導率が水よりも著しく低いことを明らかにした。令和2ー3年度は、PDAーFNDの改良を行った。PDAーFNDは発熱と温度計測を同時に行えるが、蛍光強度が1/10程度に減少してしまうという問題や、発熱がサチュレートしてしまい、照射するレーザー光に対してリニアな応答を示さない、また分散性が低い、という問題があった。そこで本研究では、発熱源をPDAから金ナノ粒子（GNP）に分子デザインを変更した。発熱に寄与しない程度のPDA薄膜上でAuイオンを還元することによって、均一なFND-GNPハイブリッドを合成した。FND-GNPはレーザー光によって発熱をリニアに制御できることを確認した。またCCDカメラ上の複数点の発熱を計測することにも成功した。FNDーGNPの表面をさらにPDAの薄膜で覆い、その上にグリシドールを反応させ高分岐鎖ポリグリセロール（HPG）で修飾を施し、分散性の向上を図った。FNDーGNPは溶液中で即座に凝集・沈殿してしまうのに対して、HPG化することによって120分経過後も沈殿を生じない程の高分散化に成功した。HPGの表面はさらにカチオン性の官能基で修飾することにより細胞移行能の向上を図った。FND-GNP-HPGではHPGの影響からHeLa細胞への取り込みが見られなかったのに対して、HPGをカチオン化することにより、細胞への取り込みを促進させることに成功した。また、取り込まれたFND-GNPから光検出磁気共鳴信号の計測、局所加熱の制御にも成功した。
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Research Products
(5 results)
