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ナノインプリント法を用いたLSPRセンサの開発と多成分生体分子計測への展開

研究課題

研究課題/領域番号 09J03300
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 分析化学
研究機関筑波大学

研究代表者

中元 浩平  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2010年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2009年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードプラズモン / 光ナノインプリント / マイクロフルイディクス / 抗原抗体反応 / 金ナノホールアレイ / 電気化学 / 表面プラズモン共鳴 / ナノホールアレイ
研究概要

近年、金属ナノ構造を利用したプラズモニックデバイスの研究開発がさかんに行われている。昨年度までに、金属のナノ構造をナノインプリント法により精緻な構造を一括、大面積に作製した。これをマイクロフルイディクス中に実装することにより疾病マーカーの一種であるTNF-αの測定を行った。一方これらの金属ナノ構造は金属薄膜で構成されていることから、作用電極として同時に用いることが可能であり、電気化学的な側面からも研究が行われている。通常SPR法を用いた小分子の測定は測定の原理上難しいとされているが、金表面に修飾したレドックス膜を用いることでシグナルの増幅に成功した。そこで本年度は、昨年度に作製した金ナノホール構造を作用極としても使用できるようなデバイスを構築し、その表面にオスミウム錯体を修飾し電位を走査したときの反射光中のSPRディップの挙動を解析した。FE-SEMを用いて観察した金ナノホール構造から、直径300nmのホール構造が正確に転写されていることを確認した。続いてOs-gel-HRPを修飾する前後の反射スペクトルを観察した。膜修飾前の反射スペクトルより730nm付近に鋭いディップを確認することができた。これは表面プラズモン共鳴による光の吸収のためによると考えられる。一方膜を修飾すると、ディップ波長は約20nm長波長側にシフトした。同時にディップの形状がブロードに変化した。ディップ波長のシフトとサイクリックボルタモグラム(CV)の同時測定の結果より、酸化電流が測定されるに従い、ディップ波長が低波長側にシフトされることを確認した。また還元電流が測定されるに従いディップ波長が長波長側にシフトした。電位スキャン後、ディップ波長は再び測定前の波長に戻ることを確認した。最後に検討したデバイスを用いて、モデル物質である過酸化水素の測定を行った。その結果10-250μMの濃度領域において過酸化水素濃度の定量が可能であることが示された。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Surface Plasmon Resonance Measurement Based on Gold Nanohole Array Fabricated by Nanoimprinting Technique2012

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: (In press) 号: 7 ページ: 3187-3191

    • DOI

      10.1021/ac203160r

    • 年月日
      2012-03-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Surface Plasmon Resonance Measurement Based on Gold Nanohole Array Fabricated by Nanoimprinting Technique, Analytical Chemistry2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Kumi Arai, Kohei Nakamoto, Dai Kato, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: (In press) 号: 4 ページ: 1799-1803

    • DOI

      10.1021/ac202692f

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An sp2 and sp3 Hybrid Nanocrystalline Carbon Film Electrode for Anodic Stripping Voltammetry and Its Application for Electrochemical Immunoassay2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Kohei Nakamoto, Yuko Sato, Tomoyuki Kamata, Akio Ueda, Dai Kato, Shigeru Hirono, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 28 号: 1 ページ: 13

    • DOI

      10.2116/analsci.28.13

    • NAID

      130004827170

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a mass-producible on-chip plasmonic nanohole array biosensor2011

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa, Toshiyuki Fujii, Munehiro Nishida
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 3 号: 12 ページ: 5067-5075

    • DOI

      10.1039/c1nr10883b

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Determination of Oxidative Damaged DNA with High Sensitivity and Stability Using a Nanocarbon Film2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Kato, Mayuri Komoriya, Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Shigeru Hirono, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 27 号: 7 ページ: 703

    • DOI

      10.2116/analsci.27.703

    • NAID

      130004442024

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifunctional Tri(ethylene glycol) Alkanethiol Monolayer Modified Gold Electrode for On-Chip Electrochemical Immunoassay of pg Level Leptin2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Nishimura, Yukari Sato, Mutsuo Tanaka, Ryoji Kurita, Kohei Nakamoto, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 27 号: 5 ページ: 465

    • DOI

      10.2116/analsci.27.465

    • NAID

      10028288506

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bifunctional Tri(ethylene glycol) Alkanethiol Monolayer Modified Gold Electrode for on Chip Electrochemical Immunoassay of pg Level Leptin2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Nishimura, Yukari Sato, Mutsuo Tanaka, Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 未定(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-chip biosensor for simultaneous disease marker/calibration substance measurement in human urine by electrochemical surface plasmon resonance method2010

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Biosensors & Bioelectronics

      巻: 26 ページ: 1536-1542

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Plasmonic Nanodot Arrays Compared with Nanohole Arrays Fabricated by a Sequential Nanoimprint Technique2010

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto, Ryoji Kurita, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      The 14^<th> International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and life Science

      巻: 2 ページ: 1967-1969

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Electrogenerated Chemiluminescence-Based Enzyme Linked Immunosorbent Assay for Sub-pM Detection2010

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita, Kohei Nakamoto, Osamu Niwa
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 20 ページ: 1692-1697

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Electrogenerated Chemiluminescence-Based Enzyme Linked Immunosorbent Assay for Sub-pM Detection2010

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 82

      ページ: 1692-1697

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of on-chip localized surface plasmon resonance sensors based on gold nanohole arrays by using nanoimprinting technology2009

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto
    • 雑誌名

      The Proceedings of μ TAS 2010 2

      ページ: 1599-1601

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of an on-chip affinity biosensor by integrating a localizd surface plasmon resonance method for real-time biochemical measurement2009

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto
    • 雑誌名

      The Proceedings of μ TAS 2010 2

      ページ: 1752-1754

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface accumulable coreactant for Bright electrogenerated chemilumine scence at trace level concentrations2009

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Kurita
    • 雑誌名

      Chemistry Letters 38

      ページ: 804-805

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノホール構造を用いた電気化学SPRセンシングデバイスの作製2011

    • 著者名/発表者名
      中元浩平、栗田僚二、丹羽修
    • 学会等名
      第24回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-11-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Arrays of Metallic Nanopillars in Holes for Plasmonic Devices, Poster2011

    • 著者名/発表者名
      中元浩平、栗田僚二、丹羽修
    • 学会等名
      microTAS 2011
    • 発表場所
      アメリカ合衆国,シアトル
    • 年月日
      2011-10-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] On-chip Polymer Based Surface Plasmon Resonance Measurement of TNF-a2011

    • 著者名/発表者名
      中元浩平、栗田僚二、丹羽修
    • 学会等名
      The ISMM 2011
    • 発表場所
      大韓民国,ソウル
    • 年月日
      2011-06-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] On-chip Immunoassay by Plasmonic Gold Nanohole Array Fabricated by Nanoimprint Technique2010

    • 著者名/発表者名
      Koehi Nakamoto
    • 学会等名
      The international Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      ホノルル、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノホールアレイを用いたプラズモニックデバイスの作製とイムノアッセイへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      第22回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2010-11-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Plasmonic Nanodot Arrays Compared with Nanohole Arrays Fabricated by a Sequential Nanoimprint Technique2010

    • 著者名/発表者名
      Koehi Nakamoto
    • 学会等名
      The 14^<th> International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and life Science
    • 発表場所
      グローニンゲン、オランダ
    • 年月日
      2010-10-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] One-chip biosensor for simultaneous disease marker/calibration substance measurement in human urine by electrochemical surface plasmon resonance method2010

    • 著者名/発表者名
      Koehi Nakamoto
    • 学会等名
      Biosensors 2010
    • 発表場所
      グラスゴー、スコットランド
    • 年月日
      2010-05-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノホールアレイを用いたプラズモンセンサチップの作製とイムノアッセイへの応用2010

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      第71回分析化学討論会
    • 発表場所
      島根大学松江キャンパス
    • 年月日
      2010-05-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of on-chip localized surface plasmon resonance sensors based on gold nanohole arrays by using nanoimprinting technology2009

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto
    • 学会等名
      The 13^<th> International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and life Science
    • 発表場所
      ICC Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2009-11-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of an on-chip affinity biosensor by integrating a localized surface plasmon resonance method for real-time biochemical measurement2009

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nakamoto
    • 学会等名
      The 13^<th> International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and life Science
    • 発表場所
      ICC Jeju, Jeju, Korea
    • 年月日
      2009-11-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 遠心力を用いた血球分離機能搭載型ポンプレス電気化学センサーの開発2009

    • 著者名/発表者名
      西村哲矢
    • 学会等名
      日本分析化学会第58年会
    • 発表場所
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学発光をベースとする酵素免疫測定法(ECL-ELISA)の開発2009

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      日本分析化学会第58年会
    • 発表場所
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of an on-chip affinity biosensor by integrating a localized surface plasmon resonance method fabricated by nanoimprint technique2009

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      日本分析化学会第58年会
    • 発表場所
      北海道大学高等教育機能開発総合センター
    • 年月日
      2009-09-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 微小流路中での尿中疾病マーカー/濃度補正分子の簡易同時測定2009

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      東京コンファレンス2009
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学発光をベースとした新規酵素免疫測定法(ECL-ELISA)の開発2009

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      東京コンファレンス2009
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2009-09-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノホールアレーを用いた局在プラズモン共鳴センサ作製の検討2009

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      第19回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 年月日
      2009-05-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノインプリント法を用いた局在プラズモン共鳴(LSPR)センサの作製2009

    • 著者名/発表者名
      中元浩平
    • 学会等名
      第70回分析化学討論会
    • 発表場所
      和歌山大学栄谷キャンパス
    • 年月日
      2009-05-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高輝度電気化学発光法の開発と腫瘍壞死因子測定への応用2009

    • 著者名/発表者名
      栗田僚二
    • 学会等名
      第70回分析化学討論会
    • 発表場所
      和歌山大学栄谷キャンパス
    • 年月日
      2009-05-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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