• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2013 Fiscal Year Final Research Report

Design of Optical Function of Metallic Nanoparticle Composite and Application for Highly-Sensitive Sensor

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23655072
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

TOKONAMI Shiho  大阪府立大学, 21世紀科学研究機構, 講師 (60535491)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) IIDA Takuya  大阪府立大学, 21 世紀科学研究機構, 講師 (10405350)
Project Period (FY) 2011 – 2013
Keywordsバイオセンサ / 光検出 / ラベルフリー / 金属ナノ粒子
Research Abstract

In this study, we performed the chemical design of the arrangement of metallic nanoparticles and the shape of nanostructures for aiming at the development of highly sensitive optically-driven biosensor, the local temperature sensor and so on. As a fundamental achievement, it has been clarified that linear and nonlinear optical responses can be significantly enhanced by fixing metallic (Au or Ag) nanoparticles densely onto a plastic bead with binder molecules. Also, in the similar system, we have revealed that the optical control of heat coagulation, and we have obtained an important knowledge for the development of temperature sensor based on the optical detection in nano- and micro-spaces. Furthermore, we have clarified that light scattering decreases or increases at particular wavelength regions by binding heterogeneous metallic nanostructures via DNA. This result indicates the possibility that a small amount of DNA less than amol can be detected even by white light irradiation.

  • Research Products

    (53 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 8 results) Book (4 results) Remarks (6 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] DNA-mediated Anomalous Optical Coupling of Heterogeneous Metallic Nanostructures2014

    • Author(s)
      S. Tokonami, K. Nishida, S. Hidaka, Y. Yamamoto, H. Nakao, T. Iida
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 118 Pages: 7235-7241

    • DOI

      10.1021/jp501613b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced collective optical response of vast numbers of silver nanoparticles assembled on a microbead2014

    • Author(s)
      S. Tokonami, K. Nishida, Y. Nishimura S. Hidaka, Y. Yamamoto, H. Nakao, T. Iida
    • Journal Title

      Res. Chem. Intermed

      Volume: 40 Pages: 2337-2346

    • DOI

      10.1007/s11164-014-1610-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theory for optical assembling of anisotropic nanoparticles by tailored light fields under thermal fluctuations2014

    • Author(s)
      M.Tamura, S.Ito, S.Tokonmai, T.Iida
    • Journal Title

      Res. Chem. Intermed

      Volume: 40 Pages: 2303-2313

    • DOI

      10.1007/s11164-014-1607-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Optical Assembly of Highly Uniform Nanoparticles by Doughnut-Shaped Beams2013

    • Author(s)
      S. Ito, H. Yamauchi, S. Hidaka, M.Tamura, H. Hattori, T. Hamada, K. Nishida, S. Tokonami, T. Itoh, H. Miyasaka, T. Iida
    • Journal Title

      Sci. Rep. (NPG)

      Volume: 3 Pages: 3047, 1-7

    • DOI

      10.1038/srep03047

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multipole Superradiance from Densely Assembled Metallic Nanoparticles2013

    • Author(s)
      S. Tokonami, S. Hidaka, K. Nishida, Y. Yamamoto, H. Nakao, T. Iida
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. C

      Volume: 117 (29) Pages: 15247-15252

    • DOI

      10.1021/jp4028244

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhanced collective optical response of vast numbers of silver nanoparticles assembled on a microbead2012

    • Author(s)
      S. Tokonami, Y. Yamamoto, H. Shiigi, T. Nagaoka
    • Journal Title

      Anal. Chim. Acta

      Volume: 716 Pages: 76-91

    • DOI

      10.1016/j.aca.2011.12.025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical and Thermal Properties of Conducting Microbead Prepared by Green Electroless Plating Method Using Gold Nanoparticles2011

    • Author(s)
      S. Tokonami, S. Shirai, I. Ota, N. Shibutani, Y. Yamamoto, H. Shiigi, T. Nagaoka
    • Journal Title

      J. Electrochem. Soc

      Volume: 158 Pages: D1-D5

    • DOI

      10.1149/2.022112jes

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光誘起力ナノ・メトロポリス法による銀ナノ粒子の選択的光集合効果の理論解析2014

    • Author(s)
      田村守, 伊都将司, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2014-03-30
  • [Presentation] 揺らぎの下でのナノ光アセンブリングの理論2014

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 服部祐徳, 濱田大地, 西田敬亮, 床波志保, 伊藤民武, 山内宏昭, 宮坂博, 伊都将司
    • Organizer
      第61年応用物理学会春季大会
    • Place of Presentation
      青山学院大学
    • Year and Date
      2014-03-17
  • [Presentation] プラズモニック発熱効果による微量生体物質検出法の開拓2014

    • Author(s)
      西村勇姿, 西田敬亮, 日高慎平, 山本陽二郎, 伊都将司, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      第61年応用物理学会春季大会
    • Place of Presentation
      青山学院大学
    • Year and Date
      2014-03-17
  • [Presentation] Optical Property of Vast Numbers of Metallic Nanoparticles on a Microbead2013

    • Author(s)
      K. Nishida, S. Hidaka, T. Iida, Y. Yamamoto, H. Nakao, S. Tokonami
    • Organizer
      The First OPU-TKU International Symposium
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      2013-11-19
  • [Presentation] 粒子間距離を制御した金属ナノ粒子集積構造体の光散乱特性評価2013

    • Author(s)
      西田敬亮, 床波志保
    • Organizer
      生体分子機能解析のための走査型プローブ顕微鏡手法研究部会 若手の会 2013 せんだい研究会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-10-13
  • [Presentation] 光誘起力と光発熱効果による金属ナノ粒子固定化ビーズの巨視的集積化2013

    • Author(s)
      西村勇姿, 西田敬亮, 日高慎平, 山本陽二郎, 伊都将司, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      2013年日本物理学会秋次大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2013-09-27
  • [Presentation] 機能性ナノ・マイクロ空間を利用したDNA および細菌検出法の開発2013

    • Author(s)
      床波志保
    • Organizer
      日本分析化学会第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2013-09-10
    • Invited
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積構造体の光学特性評価2013

    • Author(s)
      西田敬亮, 山本 陽二郎, 中尾秀信, 日高慎平, 飯田琢也, 床波志保
    • Organizer
      日本分析化学会第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2013-09-10
  • [Presentation] Immobilization of Vast Numbers of Metallic Nanoparticles on a Microbead and Its Optical Property2013

    • Author(s)
      K. Nishida, S. Hidaka, T. Iida, Y. Yamamoto, H. Nakao, S. Tokonami
    • Organizer
      JASIS Conference 2013
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2013-09-05
  • [Presentation] Photothermal assembling of metallic -nanoparticle-fixed bead for detecting biological analytes2013

    • Author(s)
      Y. Nishimura, K. Nishida, S. Hidaka, Y. Yamamoto, S. Ito, S. Tokonami, T. Iida
    • Organizer
      ASIANALYSIS XII
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2013-08-22
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積構造によるフォトサーマル・バイオセンサの創成2013

    • Author(s)
      飯田琢也, 西村勇姿, 西田敬亮, 日高慎平, 山本陽二郎, 伊都将司, 床波志保
    • Organizer
      第3回光科学異分野横断萌芽研究会
    • Place of Presentation
      強羅静雲荘
    • Year and Date
      2013-08-08
  • [Presentation] Optical Property of Densely Fixed Metallic Nanoparticles on a Microbead2013

    • Author(s)
      K. Nishida, S. Hidaka, T. Iida, Y. Yamamoto, H. Nakao, S. Tokonami
    • Organizer
      JSAMA2013
    • Place of Presentation
      Shanghai
    • Year and Date
      2013-08-02
  • [Presentation] 一瞬の喜びを求めて2013

    • Author(s)
      床波志保
    • Organizer
      日本分析化学会近畿支部第7回夏季セミナー
    • Place of Presentation
      花王株式会社 有田研修所
    • Year and Date
      2013-08-02
    • Invited
  • [Presentation] 光と揺らぎによるプラズモニック材料の動的制御とセンサ応用への展開2013

    • Author(s)
      飯田琢也, 床波志保
    • Organizer
      ナノフォトニクスシンポジウム「ナノフォトニクスにおける複雑性・多様性と機能」
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      2013-07-17
    • Invited
  • [Presentation] 粒子間ギャップを制御したナノ構造体の作製と光学特性評価2013

    • Author(s)
      西田敬亮, 山本陽二郎, 中尾秀信, 日高慎平, 飯田琢也, 床波志保
    • Organizer
      第73回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学函館キャンパス
    • Year and Date
      2013-05-19
  • [Presentation] 光による金属ナノ粒子固定化ビーズの巨視的集積化と分析応用2013

    • Author(s)
      西村勇姿, 西田敬亮, 日高慎平, 山本陽二郎, 伊都将司, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      第73回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学函館キャンパス
    • Year and Date
      2013-05-18
  • [Presentation] 金ナノ粒子の自己組織化を利用した集積法の開発と分析化学的応用2013

    • Author(s)
      床波志保
    • Organizer
      関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団 助成研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2013-04-04
  • [Presentation] クラスターDDA 法による異種金属ナノ集積構造の光応答解析2013

    • Author(s)
      飯田琢也, 日高慎平, 西田敬亮, 山本陽二郎, 床波志保
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-27
  • [Presentation] 生体分子を模倣した新奇ナノ光選別技術とプラズモニック分析科学への展開2012

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 西田敬亮, 床波志保
    • Organizer
      レーザー学会関西支部第3回研究会「先端光計測技術」
    • Place of Presentation
      島津製作所京都三条工場
    • Year and Date
      2012-11-30
    • Invited
  • [Presentation] 揺らぎを利用した新奇ナノ光選別技術とプラズモニック・センサーの原理開拓2012

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 西田敬亮, 床波志保
    • Organizer
      先導物質科学研究所セミナー
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2012-11-14
    • Invited
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積構造体の光散乱特性に基づくバイオ分析技術の開発2012

    • Author(s)
      西田敬亮, 床波志保
    • Organizer
      生体分子機能解析のための走査型プローブ顕微鏡手法研究部会若手の会 in 名古屋
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-10-14
  • [Presentation] 揺らぎの下でのプラズモニックナノ複合材料の光応答理論と新奇分析技術への展開2012

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 西田敬亮, 床波志保
    • Organizer
      第3回異分野融合先端研究コア(RCIS)研究セミナー
    • Place of Presentation
      岡山大学異分野融合先端研究コア
    • Year and Date
      2012-10-05
    • Invited
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積構造体の光学特性に基づくバイオ分析技術の開発2012

    • Author(s)
      西田敬亮, 飯田琢也, 山本陽二郎, 中尾秀信, 床波志保
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] Theoretical Analysis of Enhanced Optical Response from High Density Metallic Nanoparticles Assembled on a Microsphere2012

    • Author(s)
      S. Hidaka, Y. Yamamoto, S. Tokonami, T. Iida
    • Organizer
      The JSAMA2012
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2012-09-10
  • [Presentation] Analysis of Enhanced Light Scattering from High Density Assembly of Gold Nanoparticles Fixed on Spherical Surface2012

    • Author(s)
      T. Iida, S. Hidaka, Y. Yamamoto, S. Tokonami
    • Organizer
      GOLD2012
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2012-09-06
  • [Presentation] 揺らぎの下での金属ナノ粒子集合系の光応答理論と分析化学応用2012

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 西田敬祐, 床波志保
    • Organizer
      第2回光科学異分野横断萌芽研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2012-08-07
    • Invited
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積化技術とバイオ分析2012

    • Author(s)
      床波志保, 中土井祐, 西田敬亮, 椎木 弘, 長岡 勉, 日高慎平, 飯田琢也
    • Organizer
      第2回光科学異分野横断萌芽研究会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2012-08-07
    • Invited
  • [Presentation] Theory for Light-induced Cooperative Effect of Localized Surface Plasmon in High Density Shell-type Aggregate of Metallic Nanoparticles2012

    • Author(s)
      S. Hidaka, Y. Yamamoto, S. Tokonami, T. Iida
    • Organizer
      EXCON 2012
    • Place of Presentation
      Groningen, Netherland
    • Year and Date
      2012-07-03
  • [Presentation] 金属ナノ粒子集積構造体の作製とバイオ分析への応用2012

    • Author(s)
      西田敬亮, 床波志保, 飯田琢也, 山本陽二郎, 推木弘, 長岡勉
    • Organizer
      第72回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2012-05-20
  • [Presentation] クラスターDDA法による金属ナノ粒子固定化ビーズとナノロッド結合系の光応答解析2012

    • Author(s)
      日高慎平, 西田敬亮, 山本陽二郎, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      第72回分析化学討論会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2012-05-20
  • [Presentation] 金属ナノ粒子固定化ビーズの3次元モデルによる光応答解析2011

    • Author(s)
      日高慎平, 濱田大地, 山本陽二郎, 床波志保, 飯田琢也
    • Organizer
      日本分析化学会第60年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Book] 金ナノ粒子固定化技術とセンサ応用」バイオセンサの先端科学技術と新製品への応用開発 第4章 : 各固定化技術での製品高機能化と開発上の問題点の解決策2014

    • Author(s)
      床波志保, 日高慎平, 西田敬亮, 山本陽二郎, 中尾秀信, 飯田琢也
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Book] 「金属ナノ・マイクロ粒子の最新技術と応用」-応用編-第4 章1 金ナノ粒子間ナノギャップを利用したDNA 検出2013

    • Author(s)
      床波志保, 椎木弘, 長岡勉
    • Total Pages
      7(218-224)
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] 「金属ナノ・マイクロ粒子の最新技術と応用」-基礎編-第4 章1 光誘起力ナノ動力学法と金属ナノ粒子集積系の光応答理論2013

    • Author(s)
      飯田琢也, 田村守, 日高慎平, 床波志保
    • Total Pages
      10(102-111)
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] 高密度金属ナノ粒子集積系の光機能デザイン-異分野融合による21 世紀の持続可能社会の構築へ-2013

    • Author(s)
      飯田琢也, 床波志保
    • Total Pages
      3(58-60)
    • Publisher
      未来材料
  • [Remarks] Yahoo!ニュース,「金属ナノ粒子の水溶液から均一な粒子だけを操作することに成功」, 2013年10月30日(水).(メディア発表, プレスリリース)

  • [Remarks] 大阪府立大学, 大阪大学共同プレスリリース, 「ドーナツビームと揺らぎの効果でナノ粒子の高均一化と配列に成功-医薬品の分離抽出, 光エネルギー変換の革新に期待-」, 2013年10月25日.(メディア発表, プレスリリース)

  • [Remarks] VerticalNews, "Researchers Submit Patent Application, "Device and Method Utilizing a Metallic Nanoparticle Assembly Structure for Detecting a Target Substance", for Approval", 2013年10月14日(月).(メディア発表, プレスリリース)

  • [Remarks] VerticalNews, "New Nanoparticles Findings from National Institute for Materials Science Discussed", 2013年9月30日(月).(メディア発表, プレスリリース)

  • [Remarks] 日経産業新聞『先端人「一瞬の喜び」糧に研究』2012年4月5日(メディア発表, プレスリリース)

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nanosq.21c.osakafu-u.ac.jp/ttsl/s_tokonami.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 被検出物質の検出装置および方法2013

    • Inventor(s)
      飯田琢也, 床波志保
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪府立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-114312
    • Filing Date
      2013-05-30
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光熱変換素子およびその製造方法, 光熱発電装置ならびに被検出物質の検出方法2013

    • Inventor(s)
      飯田琢也, 床波志保, 小菅厚子, 山本陽二郎
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪府立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-096817
    • Filing Date
      2013-05-02
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光熱変換素子およびその製造方法ならびに光熱発電装置2012

    • Inventor(s)
      飯田琢也, 山本陽二郎, 床波志保, 小菅厚子
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪府立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-109651
    • Filing Date
      2012-05-11
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属ナノ粒子集積構造体を利用した圧力検出装置, 温度検出装置, 圧力検出方法, および温度検出方法2011

    • Inventor(s)
      飯田琢也, 床波志保, 山本陽二郎, 椎木弘, 長岡勉
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪府立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2011-268900
    • Filing Date
      2011-12-08
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属ナノ粒子集積構造体を利用した被検出物質の検出装置および方法2011

    • Inventor(s)
      床波志保, 飯田琢也, 山本陽二郎, 椎木弘, 長岡勉
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪府立大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2011/078438
    • Filing Date
      2011-12-08
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-06-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi