円偏光蛍光シグナルのプラズモン増強メカニズム解明による高感度検出システムの構築

• 研究課題/領域番号: 15K04610
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ材料化学
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 原田 拓典 大分大学, 理工学部, 准教授 (80581339)
• 研究分担者: 梅村 和夫 東京理科大学, 理学部, 准教授 (60281664)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: キラル / 円偏光蛍光 / プラズモン

研究成果の概要

金属NPs表面に誘起される電場がキラル分子との励起子相互作用からキラリティシグナル増強が生じるメカニズム解明の研究を行い、g値が小さい電子許容遷移シグナルの検出感度向上のためのLSPR増強分光分析の基礎概念を構築することを目的とした。得られた知見を以下に示す。電子遷移吸収・蛍光に影響を与える因子は被電場増強分子により異なり、LSPR・NSET・量子収率・分子間エネルギー移動の因子が複雑に協同することが明らかとなった。プラズモニックNPsのスペーサー長や形状異方性を導入したAgNPsとの相互作用から最大で約1.6倍のシグナル増強に成功し、LSPR効果によるキラル光学特性増強の可能性を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Long-Time Relaxation of Stress-Induced Birefringence of Microcrystalline Alkali Halide Crystals (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Ueno, R. Arakane , Y. Matsumoto, T. Tsumura, A. Kitazaki, T. Takahashi, S. Hirao, Y. Ohga and T. Harada
  • 雑誌名: Molecules 巻: 23 号: 4 ページ: 757-757
  • DOI: 10.3390/molecules23040757
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Application of a polarized modulation technique in supramolecular science: Chiroptical measurements for optically anisotropic systems (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Harada
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: in press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and phototransformation of enantiomerically pure iridium(iii) bis[(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C2]picolinate (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang Yue、Harada Takunori、Shiota Yoshihito、Yoshizawa Kazunari、Wang Heng、Wang Sheng、Ye Xichong、Ogasawara Masamichi、Nakano Tamaki
  • 雑誌名: RSC AdV 巻: 7 号: 47 ページ: 29550-29553
  • DOI: 10.1039/c7ra04141a
  • NAID: 120007141569
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Solvent-controlled Sign Inversion of Circularly Polarized Luminescent Binaphthylacetic Acid Derivative (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Okazaki, T. Mizusawa, K. Nakabayashi, M. Yamashita, N. Tajima, T. Harada, M. Fujiki and Y. Imai
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A 巻: 331 ページ: 115-119
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Solid-state circularly polarized luminescence spectroscopy: development and application (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Harada, H. Hayakawa, M. Watanabe and M. Takamoto
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 87 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.4954725
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultrasonically enhanced extraction of luteolin and apigenin from the leaves of Perilla frutescens (L.) Britt. Using Liquid carbon dioxide and ethanol (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamura, K. Mishima, T. Sharmina, S. Ito, R. Kawakami, T. Kato, M. Misumi, T. Suetsugu, H. Orii, H. Kawano, K. Irie, K. Sano, K. Mishima, T. Harada, S. Mustofa, F. Hasanah,Y. D. I. Siregar, H. Zahroh, L. S. E. Putri and A. Salim
  • 雑誌名: Ultrasonics Sonochemistry 巻: 29 ページ: 19-26
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Binaphthyl luminophores with triphenylsilyl groups: Sign inversion of circularly polarized luminescence and circular dichroism (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, N. Tajima, H. Ueno, T. Harada, M. Fujiki, Y. Imai
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 72 ページ: 7032-7038
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Simple Calculation Exercise on Cerebral Blood Oxygenation during a Verbal Memory Task Measured by fNIRS (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Misumi, K. Mishima, H. Orii, T. Sharmin, S. Tokunaga, M. Haraguchi, M. Nakamura, T. Harada, T. Suetsubu, K. Irie, K. Mishima, T. Satho
  • 雑誌名: Journal of the Institute of Industrial Applications Engineers 巻: 4 ページ: 199-205
  • NAID: 40021221730
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Extraction of Isovitexin from Melinjo (Gnetum Gnemon L.) Leaves Using Mixtures of Liquid Carbon Dioxide and Ethanol (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. D. I. Siregar, K. Mishima, R. Kawakami, S. Ito, Y. Inoue, T. Hirota, T. Sharmin, T. Kato, T. Harada, M. Misumi., H. Orii, T. Suetsugu, K. Irie, K. Mishima, K. Sakai, K. Sakai, H. Kawamura, H. Zahroh, N. A. Riyadahi, L. S. E. Putri, and A. Salim
  • 雑誌名: International Journal of Biomass&Renewables 巻: 5 ページ: 23-30
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Extraction of Resveratrol from Melinjo (/Gnetum gnemon L/.) Seeds Using Mixtures of Liquid Carbon Dioxide and Ethanol (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, Y. D. I. Siregar, H. Kawamura, R. Kawakami, S. Ito, Y. Inoue, T. Hirota, T. Harada, T. Kato, M. Misumi, T. Suetsugu, K. Irie, K. Mishima, S. Mustofa, F. Hasanah, H. Zaharo, L. S. E. Putri and A. Salim
  • 雑誌名: Solvent Extr. Res. Dev. Jpn. 巻: 22 ページ: 69-77
  • NAID: 130005071503
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Circularly polarized luminescence of chiral binaphthyl with achiral terthiophene fluorophores (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Taniguchi, K. Nakabayashi, T. Harada, N. Tajima, M. Shizuma, M. Fujiki, Y. Imai
  • 雑誌名: Chem Lett. 巻: 44 ページ: 598-600
  • NAID: 130005067948
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pyrene Magic: Chiroptical Enciphering and Deciphering 1,3-Dioxolane Bearing Two Wirepullings to Drive Two Remote Pyrenes (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Amako, K. Nakabayashi, N. Suzuki, S. Guo, N. A. A. Rahim, T. Harada, M. Fujiki and Y. Imai
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 51 ページ: 8237-8240
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Liquid Carbon Dioxide Extraction of Xanthones from the Pericarps of Garcinia Mangostana Linn. Enhanced by Ultrasonic Irradiation (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, H. Kawamura, S. Ito, Y. Inoue, T. Hirota, T. Kato, T. Sharmin, R. Kawakami, M. Misumi, T. Suetsugu, K. Irie, K. Mishima, T. Harada, S. Mustofa, F. Hasanah, Y. D. I. Siregar, L. S. E. Putri and A. Salim
  • 雑誌名: Solvent Extr. Res. Dev. Jpn. 巻: ２２ ページ: 187-199
  • NAID: 130005071513
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gas-saturated solution process to obtain microcomposite particles of alpha lipoic acid/hydrogenated colza oil in supercritical carbon dioxide (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, M. Honjo, T. Sharmin, S. Ito, R. Kawakamia, T. Kato, M. Misumi, T. Suetsugu, H Orii, H Kawano, K Irie, K Sano, K Mishima, T Harada and M. Ouchi
  • 雑誌名: Pharmaceutical Development and Technology 巻: なし ページ: 1-12
  • DOI: 10.3109/10837450.2015.1049707
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Extraction of Apigenin and Luteolin from Leaves of Alfalfa (Medicago sativa L.) Using Mixtures of Liquid Carbon Dioxide and Ethanol (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Mishima, H. Kawamura, R. Kawakami, S. Ito, Y. Inoue, T. Hirota, T. Harada, T. Kato, T. Sharmin, M. Misumi, T. Suetusgu, K. Irie, K. Mishima, S. Mustofa, F. Hasanah, Y. D. I. Siegar, H. Zaharo, L. S. E. Putri and A. Salim
  • 雑誌名: Solvent Extr. Res. Dev. Jpn 巻: 22 ページ: 177-186
  • NAID: 130005071512
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] スチルベンおよびビフェニルコアを有するビスシクロヘキシルエチルアミド化合物の分子集合挙動とキロオプティカル特性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 守山雅也、多久和望、金山侑樹、原田拓典
  • 学会等名: 液晶化学研究会シンポジウム2018
• [学会発表] 固体円偏光蛍光分光計の開発とその応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原田拓典、早川広志、渡辺正行、平尾翔太郎、大賀恭、高橋徹
  • 学会等名: 日本化学会年会2018
• [学会発表] 非溶液状態におけるキラル科学－分光学的手法によるアプローチ (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田拓典
  • 学会等名: 第21回液晶化学研究会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive chiroptical spectrophotometer: development and application (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Harada, H. Hayakawa, M. Watanabe
  • 学会等名: Chirality 2017
  • 国際学会
• [学会発表] キラル超分子ゲル化剤が形成する自己集合ファイバーのスペクトル特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 多久和望、原田拓典、守山雅也
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] ハイブリッドアップコンバージョンナノ粒子の創製とその物性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松崎啓, 高橋徹, 平尾翔太郎 ,原田 拓典, 大賀恭, 津村朋樹, 荒金遼河, 松本佳久
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] プラズモニックナノ粒子のキラル光学特性への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小松壱成, 梶山直樹, 高橋徹, 平尾翔太郎, 原田拓典, 大賀恭
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 異方性貴金属ナノ粒子の局在表面プラズモン共鳴効果による蛍光増強 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤翔太, 高橋徹, 平尾翔太郎, 原田拓典, 大賀恭, 西口宏泰
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] らせん状キラル二分子膜が生み出すICDスペクトルへの再考察-CPLマトリックスへの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩地美穂, 信岡かおる, 原田拓典, 鈴木絢子, 石川雄一
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] 脂質プローブ型の遅延蛍光(TADF)分子の合成とキラル二分子膜による円偏光発光(CPL) (2017)
  • 著者名/発表者名: 世知原慧介, 鈴木絢子, 信岡かおる, 原田拓典, 石川雄一
  • 学会等名: 第54回化学関連支部合同九州大会
• [学会発表] シクロヘキシルエチルアミド化合物が形成するキラル超分子ゲルの光機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 多久和 望、兼子 美有紀、瀬川 浩平、原田 拓典、守山 雅也
  • 学会等名: 高分子化学討論会2016
  • 発表場所: 神奈川大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 応力誘起複屈折の動的緩和メカニズム解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上野 博毅・高橋 徹・平尾 翔太郎・原田 拓典・大賀 恭
  • 学会等名: 2016 化学会年会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府 京田辺市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 貴金属ナノ粒子局在表面プラズモンによる円偏光蛍光増強 (2016)
  • 著者名/発表者名: 後藤翔太, 大賀恭, 原田拓典, 平尾翔太郎, 高橋徹, 西口宏泰, 梅村和夫
  • 学会等名: 第５３回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
• [学会発表] プラズモニックナノ粒子のキラル光学特性への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小松壱成, 大賀恭, 原田拓典, 平尾翔太郎, 高橋徹
  • 学会等名: 第５３回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
• [学会発表] 応力誘起複屈折の長周期動的緩和メカニズム解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上野 博毅, 高橋 徹, 平尾 翔太郎, 原田 拓典, 大賀 恭, 松本 佳久, 荒金 遼河
  • 学会等名: 第５３回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
• [学会発表] らせん二分子膜から導出するアキラル蛍光体の円偏光発光特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鐘ヶ江 渉, 信岡 かおる, 原田 拓典, 石川 雄一
  • 学会等名: 第５３回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
• [学会発表] 円偏光発光特性を示す固定化キラル二分膜フィルムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩地 美穂, 信岡 かおる, 原田 拓典, 石川 雄一
  • 学会等名: 第５３回化学関連支部合同九州大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県・北九州市）
• [学会発表] 固体キラル科学－分光学的手法によるアプローチ (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田 拓典
  • 学会等名: 有機合成化学協会九州山口支部第2回講演会
  • 発表場所: 住友化学大分工場桜クラブ（大分県 大分市）
  • 年月日: 2015-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] Chirality estimation systems for materials having artifact components (2015)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Watanabe, Takunori Harada
  • 学会等名: 2015 chirality
  • 発表場所: Boston Park Plaza Hotel (U.S.A. Boston)
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] 励起分子のキラリティー評価システム (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺正行，Ettore Castiglioni，原田拓典，根平達夫
  • 学会等名: 2015モレキュラーキラリティ
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都 新宿区）
  • 年月日: 2015-06-11
• [学会発表] 局在表面プラズモン共鳴電場のキラル光学特性への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 梶山直樹、石坂慶、豊福玲於奈、和泉勝樹、梅村和夫、谷口直哉、今井喜胤、三島健司、原田拓典
  • 学会等名: 2015モレキュラーキラリティ
  • 発表場所: 早稲田大学(東京都 新宿区）
  • 年月日: 2015-06-11
• [学会発表] 側鎖結晶性ブロック共重合体による超分子キラルポルフィリンの分散安定効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Kajiyama, S. Yao, H. Sekiguchi, R. Nakano, T. Harada
  • 学会等名: 第６４回高分子学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道 札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] らせんに分子組織体をキラル場としたπ共役系化合物のCPL特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鐘ヶ江渉、信岡かおる、原田拓典、石川雄一
  • 学会等名: 第６４回高分子学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道 札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27