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液液界面での光ピンセットによる微量有機分子の濃縮・分光分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14254
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関大阪市立大学

研究代表者

東海林 竜也  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (90701699)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード光ピンセット / 液液界面 / 顕微蛍光分光法 / 分子濃縮 / 金ナノ粒子 / 量子ドット / 顕微分光 / 油水界面 / 温度応答性高分子 / 顕微分光分析 / 抽出・濃縮法
研究成果の概要

本研究では、液液界面光捕捉(Liquid-liquid interface-assisted optical tweezers; LiLiI光ピンセット)を利用した分子抽出を目指し研究を進展させた。その過程の中で以下の成果を得ることができた。まず水/ヘキサン界面を利用しポリスチレン微粒子の捕捉を試みると、スポットサイズを超え多数の微粒子を捕捉することに成功した。さらに、金ナノ粒子や半導体ナノ粒子などを同時捕捉することにも成功した。今後、金ナノ粒子と高分子集合体を液液界面で捕捉することで微量に溶解した分子を濃縮・検出する新たな分析法が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

金や銀などの貴金属ナノ粒子に共鳴光を照射すると、単分子レベルの高感度分子検出が可能である。しかしながら、検出できる分子に成約がある。そこで水と油のような二つの液体から成る界面で貴金属ナノ粒子と高分子を光の力により捕まえ、水層と油層中に微量に溶解した有機分子を高感度に検出する新たな分析手法の開発を目指し研究を進めた。その結果、このような液液界面を利用すると貴金属ナノ粒子を効率よく捕捉することに成功した。今後、この手法を発展することで単分子レベルの高感度化を目指す。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 13件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Plasmonic Manipulation of DNA using a Combination of Optical and Thermophoretic Forces: Separation of Different-Sized DNA from Mixture Solution2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji Tatsuya、Itoh Kenta、Saitoh Junki、Kitamura Noboru、Yoshii Takahiro、Murakoshi Kei、Yamada Yuto、Yokoyama Tomohiro、Ishihara Hajime、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 3349-3349

    • DOI

      10.1038/s41598-020-60165-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regular Assembly of Polymer Nanoparticles by Optical Trapping Enhanced with a Random Array of Si Needles for Reconfigurable Photonic Crystals in Liquid2019

    • 著者名/発表者名
      Hanasaki Itsuo、Shoji Tatsuya、Tsuboi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 2 号: 12 ページ: 7637-7643

    • DOI

      10.1021/acsanm.9b01707

    • NAID

      120006953138

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019586

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分子操作を目指したナノ構造を用いた新奇光ピンセットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 雑誌名

      光化学

      巻: 1

    • NAID

      40021890105

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノ構造体を用いる光ピンセットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 5

    • NAID

      130007662341

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ナノ構造を用いた光ピンセットの分析化学への展開2020

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      電子情報技術部会 マイクロナノシステムと材料・加工分科会 講演会 「高感度分析を可能にするプラズモンナノ材料最前線」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Micro-assembly formation of soft nanomatters based on nanostructure-assisted optical tweezers2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji
    • 学会等名
      Fifteenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plasmonic optical trapping of soft nanomaterials for analytical chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Optofluidics and Electrokinetics in Micro and Nanoscale Devices (OEMN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence microspectroscopic study on a reagent release from an optically trapped single microcapsule for drug delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Miyako Iida, Tatsuya Shoji, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Optofluidics and Electrokinetics in Micro and Nanoscale Devices (OEMN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopic analysis of a single thermos-responsive polymer microdroplet formed by optical tweezers2019

    • 著者名/発表者名
      Jie Lu, Kayo Fujiwara, Tatsuya Shoji, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 3rd International Workshop on Optofluidics and Electrokinetics in Micro and Nanoscale Devices (OEMN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid/liquid interface-assisted (LiLiI) optical tweezers for micro-assembly formation of polystyrene nanospheres2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji, Daiki Yamanishi, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The International Symposium on Plasmonics and Nano-photonics (iSPN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size Selective Optical Trapping of Polystyrene Nanoparticles using Plasmonic and Non-plasmonic nanostructures2019

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Hashimoto, Tatsuya Shoji, Saulius Juodkazis, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019 (MRM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ピンセットを駆使した機能性ナノ材料の顕微分光分析法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      超スマート社会の構築に繋がる革新的材料創出に向けた光・量子ビーム応用技術調査専門委員会 第2回委員会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液/液界面を利用したポリスチレン微粒子の光捕捉2019

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 東海林 竜也, 坪井 泰之
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 液/液界面光ピンセットによるポリマービーズの高効率光捕捉2019

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 仲 翔太, 東海林 竜也, 坪井 泰之
    • 学会等名
      日本化学会 第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular condensation and spectroscopic detection based on plasmonic optical trapping of thermoresponsive polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji
    • 学会等名
      Asian Pacific Society for Materials Research(APSMR)2018 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical Tweezers Combined with Raman Microspectroscopy for Micro-Analysis of a Single Micro-Droplet of Polyacrylamides2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji, Mitsuhiro Matsumoto, Kayo Fujiwara, Yuta Koda, Hideo Horibe, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 10th Asian Photochemistry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid/liquid Interface-assisted Optical Trapping OF Semiconductor and Noble Metallic Nanocrystals2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Yamanishi, Shota Naka, Tatsuya Shoji, Seiya Koyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 10th Asian Photochemistry Conference (APC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Trapping and micro-patterning of thermoresponsive polymer microgels by using plasmonic optical tweezers2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji, Mitsuhiro Deguchi, Taka-aki Asoh, Yuriko Matsumura, Fumiya Katoh, Kei Murakoshi, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Optical Trapping of Noble Metallic and Semiconductor Nanoparticles at a Hexane-Water Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Yamanishi, Shota Naka, Tatsuya Shoji, Seiya Koyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Optical Trapping of Noble Metallic and Semiconductor Nanocrystals at an Oil/Water interface2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Yamanishi, Shota Naka, Tatsuya Shoji, Seiya Koyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      2018 Hsinchu Summer Course and Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical trapping of gold and semiconductor nanoparticles at oil-water interfaces with a focused near-infrared laser beam2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Shoji, Shota Naka, Tsukasa Torimoto, Yasuyuki Tsuboi
    • 学会等名
      The 5th Optical Manipulation and Structured Materials Conference (OMC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナノ構造体を用いた新奇光捕捉法の開発と展開2018

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液/液界面光ピンセットを用いた半導体・金属ナノ粒子の高効率光捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 仲 翔太, 東海林 竜也, 小山 晟矢, 亀山 達矢, 鳥本 司, 坪井 泰之
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子水溶液の相分離速度の計測:親水性官能基の導入による相分離の加速2018

    • 著者名/発表者名
      北場 萌, 東海林 竜也, 藤原 華代, 松本 充央, 麻生 隆彬, 西山 聖, 堀邊 英夫, 坪井 泰之
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 半導体ナノ構造表面上で捕捉したポリマー微粒子に作用する増強光圧の定量的評価2018

    • 著者名/発表者名
      荻田 修平, 東海林 竜也, Denver Linklater, Saulius Juodkazis, 加藤 郁也, 村越 敬, 坪井 泰之
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光捕捉-顕微ラマン分光法による相分離した種々の温度応答性高分子液滴中の高分子濃度解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤原 華代, 東海林 竜也, 松本 充央, 麻生 隆彬, 堀邊 英夫, 西山 聖, 坪井 泰之
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 油水界面における金属・半導体ナノ結晶の高効率光捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 仲 翔太, 東海林 竜也, 小山 晟矢, 亀山 達矢, 鳥本 司, 坪井 泰之
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズモン増強光圧と光熱効果の協奏的作用による温度応答性高分子ゲル微粒子のマイクロパターン形成2018

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也, 出口 光宏, 麻生 隆彬, 松村 有里子, 加藤 郁也, 村越 敬, 坪井 泰之
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水/ヘキサン界面における金属・半導体ナノ結晶の効率的光捕捉2018

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 仲 翔太, 東海林 竜也, 小山 晟矢, 亀山 達矢, 鳥本 司, 坪井 泰之
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 半導体ナノ構造を利用した蛍光標識水溶性高分子鎖の光捕捉と分光測定2018

    • 著者名/発表者名
      永井 達也, 東海林 竜也, Saulius Juodkazis, Denver Linklater, 坪井 泰之
    • 学会等名
      日本分析化学会第12回近畿支部平成夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 液/液界面光ピンセットを用いた金属・半導体ナノ粒子の同時光捕捉への試み2018

    • 著者名/発表者名
      山西 大樹, 仲 翔太, 東海林 竜也, 小山 晟矢, 亀山 達矢, 鳥本 司, 坪井 泰之
    • 学会等名
      日本分析化学会第12回近畿支部平成夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 液液界面を利用した光マニピュレーション法の開発:LiLiI光ピンセット2018

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也
    • 学会等名
      第39回光化学若手の会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光圧により形成したポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) 微粒子の顕微ラマン分光分析:分子量依存性の解明2018

    • 著者名/発表者名
      東海林 竜也, 藤原 華代, 松本 充央, 麻生 隆彬, 西山 聖, 堀邊 英夫, 坪井 泰之
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 大阪市立大学 理学部 化学科 先端分析化学研究室

    • URL

      http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/chem/advanachem/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東海林竜也 個人ページ

    • URL

      http://tshoji.com/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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