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水分散性シリコン量子ドットのバイオフォトニクス応用に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18J10826
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nanomaterials engineering
Research InstitutionKobe University
Research Fellow 井上 飛鳥  神戸大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsシリコン量子ドット / 発光材料 / 抗菌剤 / プロテインコロナ
Outline of Annual Research Achievements

本年度は生体親和性を有する発光材料である水分散性シリコン量子ドットコロイドのバイオ応用を目的として研究を行い、その応用展開として以下の2点に関する研究を行い、その有用性を実証した。
1点目のシリコン量子ドットシェルを有する銀ナノ粒子に関する研究では、従来のシェルをもたない銀ナノ粒子の低安定性という課題克服にむけ、その表面をシリコン量子ドットによる層で被覆した。特に、シリコン量子ドット層の膜厚と銀ナノ粒子の粒径を独立して高精度に制御するプロセスを確立することで、シリコン量子ドットによるシェルの層の膜厚が抗菌力に与える影響に関して定量的に評価した。作製したナノ粒子のコロイド溶液を用いて作製したフィルムに関して、大腸菌を用いてZone of Inhibition Testにより抗菌力評価を行った。その結果、シリコン量子ドットシェルをもたない銀ナノ粒子は抗菌作用が失活したのに対し、シェルを有するものは抗菌力を保持することがわかった。また、抗菌力はシリコン量子ドットによるシェルの膜厚に強く依存し、薄いシェルを有する銀ナノ粒子の方が抗菌力が高いことが分かった。
2点目のシリコン量子ドットとタンパク質の相互作用による研究では、その相互作用により生じるプロテインコロナの構造評価を行った。粒径を高精度に制御し作製したシリコン量子ドット(直径4 nm, 7 nm)と異なる濃度のタンパク質を混合し、基礎物性評価を行った。その結果、タンパク質との混合により、シリコン量子ドットの水溶媒分散性は低下しないことがわかった。構造評価を電子顕微鏡と動的光散乱法により行った結果、形成されるプロテインコロナの粒径はシリコン量子ドットの直径に依存することがわかり、直径が4 nmでは最大で15 nmのプロテインコロナであるのに対し、直径が7 nmでは最大で50 nm以上のプロテインコロナが形成されることがわかった。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(4 results)

All 2019 2018

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] 水分散性シリコン量子ドット-タンパク質間相互作用によるプロテインコロナ形成2019

    • Author(s)
      井上 飛鳥、杉本 洋蔵、杉本 泰、藤井 稔
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シリコンナノ結晶シェルを有する銀ナノ粒子の抗菌作用2018

    • Author(s)
      井上 飛鳥、杉本 泰、Byungji Kim、Michael J. Sailor、藤井 稔
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水分散性シリコン量子ドットの近赤外時間ゲートバイオイメージング応用に関する研究2018

    • Author(s)
      井上 飛鳥、杉本 泰、崎山 真、藤井 稔
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Silver Core/Silicon Nanocrystal Shell Hybrid Nanoparticle as Antimicrobial Agent2018

    • Author(s)
      A. Inoue, H. Sugimoto, B. Kim, M.J. Sailor and M. Fujii
    • Organizer
      2018 Materials Research Society Fall Meeting & Exhibit
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2019-12-27  

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