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2010 Fiscal Year Annual Research Report

DNAナノ繊維を用いるプラズモニック光・電子ナノデバイスの創製

Research Project

Project/Area Number 22550136
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

中尾 秀信  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ有機センター, 主任研究員 (80421395)

KeywordsDNA / プラズモニクス / 金属ナノアレイ / 転写印刷 / バイオナノデバイス
Research Abstract

溶蝶蒸発法を用いて、様々な金属ナノ線路を作製した。様々な大きさ(5~30nm)の金および銀ナノ粒子溶液を用意し、DNAと静電的に結合させるために表面をアミンチオールで修飾を行った。作成された金ナノ線路は暗視野光学顕微鏡を用いることで、光学イメージングが可能であった。DNAに結合する金ナノ粒子濃度を増加するに従い、線路に沿って緑色の不連続な散乱光は赤色の連続したラインとして観察されるようになった。作成された金ナノ粒子線路は最大で1mm以上に達した。このことは金ナノ粒子同士の凝集による強いプラズモンカップリングが線路に沿って発生すことを示した。この結果から、強いプラズモンカップリングを示す、一次元金属ナノ線路の作成が可能であることが示された。
作製した金ナノ粒子線路を光照射により発生する散乱光のスペクトルおよびその強度を顕微分光法により測定したところ、強い異方性が観測された。金ナノ粒子線路の軸方向に対する散乱光強度依存性はコサインカーブを描いた。特に線路軸に対して平行に光照射した際、そのスペクトルの強度はより大きく(コントラスト比、3から5程度)、ピーク位置もより長波長側に観測された。この事は結合された金ナノ粒子の配列が線路の軸方向に沿って優先的であることを示す。またSEM観察により、結合された金ナノ粒子は線路軸方法に一次元的に配列されていることが確認された。散乱スペクトルの実験値と理論値の比較から、線路の軸方向における金ナノ粒子のカップリングはナノ粒子6個以上そして短軸方向には3個程度であることが見積もられ、SEMイメージとも良い一致を示した。銀ナノ粒子においても同様に金属ナノ線路が作成できることが分かった。しかしながら、金ナノ粒子に比べ、線路上において観察される散乱光は断続的であり、さまざまな色調の散乱光が観察された。線路に沿って結合した銀ナノ粒子の密度は小さく、銀ナノ粒子同士のプラズモンカップリングもまた均一でないことが示された。DNAとの結合力を強めた銀ナノ粒子の作成を検討する必要がある。
金ナノ粒子を用いた金ナノ粒子線路は線路全体に沿って強いプラズモンカップリング観察されたため、次年度はこれを用いた光伝播を検証する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Nanoraspberry Consisted of Gold Nanoparticle and Aniline Oligomer2011

    • Author(s)
      Ryosuke Morita, Ryota Inoue, Shiho Tokonami, Yojiro Yamamoto, Masaharu Nakayama, Hidenobu Nakao, Hiroshi Shiigi, Tsutomu Nagaoka
    • Journal Title

      J.Electrochem.Soc.

      Volume: 158 Pages: 95-100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNAナノファイバを用いる1次元ナノアレーの創製2010

    • Author(s)
      中尾秀信
    • Journal Title

      電気学会誌

      Volume: 130 Pages: 812-815

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Highly Aligned Nanoarrays Prepared by Solvent Evaporation-Induced Self-Assembly with DNA2011

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      Sixth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • Place of Presentation
      (震災により講演中止(予稿集で発表))
    • Year and Date
      2011-03-17
  • [Presentation] 溶媒蒸発により生じるDNAの自己集合を用いて構築されるナノファイバ・アレイ2011

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      第13回SPM研究会
    • Place of Presentation
      湯沢ニューオータニホテル(新潟県)
    • Year and Date
      2011-03-06
  • [Presentation] Preparation of metallic nanoarrays with DNA nanofibers2011

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      Fifth International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology
    • Place of Presentation
      Wellington Convention Center(ニュージーランド)
    • Year and Date
      2011-02-11
  • [Presentation] DNAナノファイバを用いる金属ナノアレイの構築とその分光特性2010

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      日本分光学会 ナノ分光部会・生細胞分光部会 シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] DNAナノファイバ上に構築される金属ナノ構造の顕微分光測定2010

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      平成22年度日本分光学
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2010-11-20
  • [Presentation] DNAナノファイバ中に配列した金ナノ粒子の偏光特性2010

    • Author(s)
      中尾秀信、林英樹、椎木弘、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      第30表面科学学術講演
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府)
    • Year and Date
      2010-11-04
  • [Presentation] 整列化DNAナノファイバ・アレイのAFMおよび暗視野光学顕微鏡観察2010

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、林英樹、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      有機バイオSPM研究会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2010-09-03
  • [Presentation] 高整列化DNAナノファイバにより構築される金属ナノアレイ2010

    • Author(s)
      中尾秀信、椎木弘、林英樹、武田良彦、三木一司
    • Organizer
      第59回高分子学会年次
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2010-05-28
  • [Book] Polysaccharides, Chapter 16, pp.379-3932010

    • Author(s)
      小堀俊郎、中尾秀信
    • Total Pages
      552
    • Publisher
      NOVA Science Publishers

URL: 

Published: 2012-07-19  

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