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2011 Fiscal Year Annual Research Report

銀シェル金ナノロッドの成長制御と分析技術への応用

Research Project

Project/Area Number 22350037
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

新留 康郎  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (50264081)

Keywords銀シェル金ナノロッド / 金ナノロッド / SALDI-MS / 過酸化水素分解酵素 / イムノアッセイ
Research Abstract

銀シェル金ナノロッドを基板に固定し、過酸化水素を添加すると銀シェルの溶解が起こることを確認した。この溶解反応を抑制する目的で、各種酵素を検討し、銀シェルの溶解挙動を検討した。カタラーゼを用いた場合は、高効率なカタラーゼの酵素反応によって銀シェルの溶解を完全に抑制することができた。一方、西洋わさびペルオキシダーゼ(horse radish peroxidase ; HRPを用いた場合は、基質の最適化が必要であった。いくつかの基質を検討した結果、もっともシンプルなフェノールを用いた場合に十分な反応速度が得られ、HRPの酵素反応による銀シェル溶解の抑制が観察された。この場合の酵素の固定量は10^<-15>mol以下であり、実用的な免疫検出に必要な感度に達していることを確認できた。
一方、金ナノロッド固定基板の分光特性が基板やタンパク質の吸着によってどのように変化するかを定量的に議論した。基板表面の高分子層の構造変化が敏感に反映されるなど、金ナノロッドの近傍の環境と分光特性の相関を定量的に取り扱うことに成功した。基板表面の高分子層の分子構造や層構造を適切に設計することで、金ナノロッドの分光特性が鋭敏に応答するシステムを作れる可能性を明らかにした。
さらに、金ナノロッドをITO基板に固定し、この金ナノロッドの表面状態を最適化することで表面支援脱離イオン化質量分析(SALDI-MS)の測定に成功した。一連の試行錯誤の結果、10^<-18>molオーダーのオリゴペプチド(アンジオテンシンI)の検出に成功した。この検出感度は金ナノ粒子を用いたSALDI-MSとしては最高レベルのものであった。今後の最適化により一段の感度向上が期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

銀シェルの酸化溶解挙動の制御に多くの時間を費やしたが、酸化を抑制するという方向で制御可能であることを明らかにできた。金ナノロッド/銀シェル金ナノロッド固定基板の分光特性制御/質量分析については順調に実験成果を挙げており、複数の論文を報告することができた。

Strategy for Future Research Activity

より実用的なイムノアッセイをめざして、実際に抗原抗体を用いた系を最適化する。分光分析や質量分析を併用することで総合的な分析法の確立をめざす。

  • Research Products

    (13 results)

All 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Spectral Dependence of Gold Nanorods on the Optical Properties of Substrates and Adsorption of Polypeptides2011

    • Author(s)
      Yas ur oNiidome, Yuki Nakamura, Kanako Honda, Naotoshi Nakashima
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: Vol. 221, Nos. 2-3 Pages: 204-208

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jphotochem.2011.02.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sensing of Oligopeptides Using Localized Surface Plasmon Resonances Combined with Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry2011

    • Author(s)
      Yuki Nakamura, Yukiko Tsuru, Masanori Fujii, Yumi Taga, Ayaka Kiya, Naotoshi Nakashima, Yasuro Niidome
    • Journal Title

      Nanoscale

      Volume: 3 Pages: 3793-3798

    • DOI

      DOI:10.1039/C1NR10519A

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 銀シェル金ナノロッドの酸化による分光特性変化2011

    • Author(s)
      木谷綾花、新留康郎、中嶋直敏
    • Organizer
      第21回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館
    • Year and Date
      2011-12-21
  • [Presentation] Sensing of Oligopeptides using Anisotropic Metal Nanoparticles2011

    • Author(s)
      Yasuro Niidome、Yuki Nakamura、Ayaka Kiya、Yumi Taga、Masanori Fujii、Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      220th ECS Meeting
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館
    • Year and Date
      2011-12-21
  • [Presentation] Sensing of Oligopeptides Using Gold Nanorods for Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectroscopy2011

    • Author(s)
      Yasuro Niidome、Masanori Fujii、Ayaka Kiya、Yuki Nakamura、Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      2011 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2011-11-30
  • [Presentation] 異方性AuAgコアシェルナノ粒子の調製および分光特性制御2011

    • Author(s)
      木谷綾花、新留康郎、中嶋直敏
    • Organizer
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 局在プラズモン分光分析および質量分析による金ナノロッド表面のオリゴペプチドの検出2011

    • Author(s)
      藤井政徳、中村友紀、中嶋直敏、新留康郎
    • Organizer
      第63回コロイドおよび界面化学討論会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 基板に固定した銀シェル金ナノロッドの分光特性2011

    • Author(s)
      鶴由貴子、中嶋直敏、新留康郎
    • Organizer
      ナノ学会第9回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-06-03
  • [Presentation] Anisotropic Core-shell Au-Ag Nanorods for Biosensing2011

    • Author(s)
      Yasuro Niidome、Ayaka Kiya、Yukiko Tsuru、Yuki Nakamura、Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Science 2011
    • Place of Presentation
      京都国際会議場
    • Year and Date
      2011-05-22
  • [Presentation] Control of Spectroscopic properties of Au-Ag Core-shell Nanorods2011

    • Author(s)
      Ayaka Kiya、Naotoshi Nakashima、Yasuro Niidome
    • Organizer
      IUPAC International Congress on Analytical Science 2011
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-22
  • [Presentation] Photoinduced Desortion of metal ions and organic molecules from gold nanorod surfaces2011

    • Author(s)
      Yasuro Niidome、Yuki Nakamura、Ayaka Kiya、Yumi Taga、Naotoshi Nakashima
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Surface Plasmon Photonics
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2011-05-19
  • [Presentation] Preparation and Optical Properties of Anisotropic Core-Shell Metal Nanoparticles2011

    • Author(s)
      Ayaka Kiya、Naotoshi Nakashima、Yasuro Niidome
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Surface Plasmon Photonics
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      2011-05-17
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 銀シェル金ナノロッドを用いる分析方法2011

    • Inventor(s)
      新留康郎、木谷綾花
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人九州大学
    • Industrial Property Number
      特願 2011-196528
    • Filing Date
      2011-09-08

URL: 

Published: 2013-06-26  

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