2023 Fiscal Year Final Research Report

Synthesis of rare-earth doped surface-modified metal oxide nanoparticle to investigate the mass transfer in cells

Research Project

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Project/Area Number	20H02514
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	Takami Seiichi 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40311550)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	武田志乃国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所放射線規制科学研究部, 上席研究員 (00272203) 沼子千弥千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (80284280) 佐藤和好群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (40437299)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	蛍光ナノ粒子 / 金属酸化物 / 希土類添加 / 水熱合成 / 表面修飾
Outline of Final Research Achievements	This research realized the synthesis of rare-earth doped metal oxide nanoparticles that show luminescence under UV-light or X-ray irradiation. The size of the produced nanoparticles were 30~40 nm. Because the nanoparticles were synthesized without calcination process, we can perform organic surface modification during synthesis to improve dispersibility. The luminescence spectra depended on the doped rare-earth elements. The produces nanoparticles are expected to be used as a tracer in animal cells.
Free Research Field	化学工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	従来、多くの蛍光体は高温焼成プロセスで合成されてきたたが、生成した粒子サイズが大きいという問題点があった。また、溶液中における化合物半導体ナノ粒子の合成も研究されてきたが、毒性を示すものも多かった。本研究では、高温高圧水中で比較的安定かつ安全な酸化物粒子を合成することに成功した。さらに、高原子番号のルテチウム含むLu3Al5O12ナノ粒子を合成することで、X線照射下での蛍光を実現している。