可視発光性シリコンナノ粒子の細胞と動物における安全性評価および排出機構の検討

• 研究課題/領域番号: 19710098
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 佐藤 慶介 独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター・NIMSポスドク, 研究員 (70366384)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 1,380千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 180千円); 2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2007年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
• キーワード: ナノ粒子 / 半導体 / シリコンナノ粒子 / 可視発光 / バイオ / 細胞 / イメージング / 表面修飾 / 毒性

研究概要

シリコンナノ粒子表面にOH基を修飾することで、分散性の高い溶液を生成した。この分散溶液に光を照射することで、粒子サイズに依存した青色から赤色までの高輝度の可視発光を得た。また、シリコンナノ粒子は、細胞内に高濃度貪食させても生存率の低下がみられず、細胞レベルでの安全性を確認した。さらに、生体内にシリコンナノ粒子を投与することで、血流の状況を可視化計測することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Doping and characterization of boron atoms in nanocrystalline silicon particles (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Fukata and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94 ページ: 161902-161902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile preparation of red luminescent silicon nanocrystals via controlled chemical etching (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Tsuji, N. Fukata, K. Hirakuri and Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 38 ページ: 558-559
  • NAID: 10025122801
  • 査読あり
• [雑誌論文] シリコンナノ粒子系エレクトロルミネッセンス素子の不純物ドーピングによるキャリア注入効率向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介、新野一樹、深田直樹、平栗健二
  • 雑誌名: 照明学会誌 93 ページ: 307-311
  • NAID: 110007327038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toxicity effect of cancer cell labeled with visible luminescent nanocrystalline silicon particles and visualization observation in vivo (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Hiruoka, K. Fujioka, N. Fukata, K. Hirakuri and K. Yamamoto
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings 1145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Luminescent passive-oxidated silicon quantum dots as biological staining labels and their cytotoxicity effects at high concentration (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Fujioka, M. Hiruoka, K. Sato, N. Manabe, R. Miyasaka, S. Hanada, A. Hoshino, R. D. Tilley, Y. Manome, K. Hirakuri and K. Yamamoto
  • 雑誌名: Nanotechnology 19 ページ: 415102-415102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of electroluminescent properties in ethanol dispersible nanocrystalline silicon particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Kishimoto and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 8 ページ: 374-378
  • 査読あり
• [雑誌論文] White luminescence from silica glass containing red/green/blue luminescent nanocrystalline silicon particles (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Kishimoto and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 102 ページ: 104305-104305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between surface composition and luminescence of nanocrystalline silicon particles dispersed in pure water (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Hiruoka, K. Sato and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 102 ページ: 24308-24308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of luminescence degradation in pure water of nanocrystalline silicon particles covered by a hydrogenated amorphous carbon layer (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Kishimoto, T. Oku and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 102 ページ: 14302-14302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bioligical properties of nanocrystalline silicon particles for biomedical applications (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, S. Yanagisawa, A. Funakubo, Y. Fukui, K. Hirakuri and T. Higami
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings 958 ページ: 263-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of luminescence degradation in pure water of nanocrystalline silicon particles covered by a hydrogenated a-C layer (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Kishimoto, T. Oku and K. Hirakuri
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 102 ページ: 14302-14302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled chemical etching for silicon nanocrystals with wavelength-tunable photoluminescence
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Tsuji, K. Hirakuri, N. Fukata and Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Chemical Communications (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] シリコンナノ粒子系エレクトロルミネッセンス素子の不純物ドーピングによるキャリア注入効率向上
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介、新野一樹、深田直樹、平栗健二
  • 雑誌名: 照明学会誌論文 (印刷中)
  • NAID: 110007327038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile synthesis of red luminescent silicon nanocrystals via controlled chemical etching
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Tsuji, N. Fukata, K. Hirakuri, Y. Yamauchi
  • 雑誌名: Chemistry Letters (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping and characterization of boron atoms in nanocrystaUine silicon Particles
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Fukata, K. Hirakuri
  • 雑誌名: Applied Physics Letters (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Silicon nanoparticles as fluorescent labeling of living cells (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 学会等名: MANA International Symposium 2009
  • 発表場所: Ibaraki, Japan
  • 年月日: 2009-02-26
• [学会発表] Toxicity effect of cancer cell labeled with visible luminescent nanocrystalline silicon particles and visualization observation in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, N. Fukata, M. Hiruoka, K. Hirakuri, K. Fujioka and K. Yamamoto
  • 学会等名: Materials Research Society 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Toxicity effect of cancer cell labeled with visible luminescent nanocrystalline silicon particles and visualization observation in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: K Sato, N. Fukata, M. Hiruoka, K. Hirakuri, K. Fujioka, K. Yamamoto
  • 学会等名: Materials Research Society 2008 Fall Meeting
  • 発表場所: 米国、ボストン
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Annealing behavior on luminescent color from nanocrystalline silicon particles (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato and K. Hirakuri
  • 学会等名: The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2007-11-09
• [学会発表] 新規機能性を付加したシリコンナノ粒子の各種デバイス応用(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 学会等名: 明治大学先端半導体ワークショップ
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2007-10-06
• [学会発表] Luminescent state evaluation of nanocrystalline silicon particles studied by light-irradiated ESR method (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato and K. Hirakuri
  • 学会等名: 11th International Conference on Defects-Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] 可視発光機能性シリコンナノ粒子の細胞毒性試験および生体内動態観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介、昼岡正樹、平栗健二、藤岡宏樹、山本健二、樋上哲哉
  • 学会等名: 第68回秋季応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2007-09-06
• [学会発表] Stable luminescence in pure water from carbon passivated nanocrystalline silicon particles (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Hiruoka and K. Hirakuri
  • 学会等名: 11th International Conference on the Formation of Semiconductor Interfaces
  • 発表場所: Manaus, Brazil
  • 年月日: 2007-08-21
• [学会発表] Application of solution dispersible nanocrystalline silicon particles to various optical devices(招待講演) (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Hiruoka and K. Hirakuri
  • 学会等名: Fifteenth International Conference on Composites/Nano Engineering
  • 発表場所: Haikou, China
  • 年月日: 2007-07-20
• [学会発表] Application of solution dispersible nanocrystalline silicon particles to various optical devices (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Hiruoka and K. Hirakuri
  • 学会等名: Fifteenth International Conference on Composites/Nano Engineering
  • 発表場所: Haikou, China
  • 年月日: 2007-07-20
• [学会発表] Effect of surface composition on luminescent property from nanocrystalline silicon particles immersed in pure water (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Hiruoka and K. Hirakuri
  • 学会等名: International Conference on Nano Science and Technology 2007
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2007-07-03
• [学会発表] 可視発光機能性シリコンナノ粒子の生体安全性および生体内流動性試験 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介、昼岡正樹、平栗健二、舟久保昭夫、福井康裕、藤岡宏樹、山本健二、樋上哲哉
  • 学会等名: ナノ学会第5回大会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2007-05-22
• [図書] 第3版現代界面コロイド化学の基礎 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 出版者: 丸善株式会社
• [図書] 光アライアンス (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介、平栗健二
  • 出版者: 日本工業出版
• [図書] 電子材料 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 出版者: 工業調査会
• [図書] 量子ドットの生命科学領域への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] クリーンテクノロジー (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 出版者: 日本工業出版
• [図書] 第3版現代界面コロイド化学の基礎
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶介
  • 出版者: 丸善株式会社(印刷中)
• [産業財産権] ドライプロセス装置 (2009)
  • 発明者名: 佐藤慶介、深田直樹
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 出願年月日: 2009-01-16
• [産業財産権] ドライプロセス装置 (2009)
  • 発明者名: 佐藤慶介、深田直樹
  • 権利者名: 岸輝雄
  • 産業財産権番号: 2009-007329
  • 出願年月日: 2009-01-16