蛍光性金属ナノクラスター科学の開拓研究

• 研究課題/領域番号: 24360026
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 井上 康志 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60294047)
• 連携研究者: 石飛 秀和 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20372633)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2012年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: 金属ナノクラスター / 光物性制御 / 蛍光プローブ / 白金原子 / バイオイメージング / ナノフォトニクス / プラチナ原子

研究成果の概要

極小構造を構成することで、量子性を顕在化し、電子エネルギー状態を離散化することで発光性を獲得する白金ナノクラスターの作製法を確立した。デンドリマーあるいはポリマー内で白金錯体を形成させた後、還元することで緑色発光および黄色発光の白金ナノクラスターを合成し、ナノクラスターの光学特性や分子量、電子状態、サイズなどの計測・評価を行った。また、白金ナノクラスターの表面修飾等を行うことでHeLa細胞に特異的に発現するケモカイン受容体の蛍光顕微イメージングを実現した。さらに、蛍光強度の変化を測定することで、金属イオン濃度の検出センサーやpHセンサーとして白金ナノクラスターが機能することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] “Preparation of Pt Nanoclusters with Different Emission Wavelengths and Their Application in Co2+ Detection” (2014)
  • 著者名/発表者名: Xin Huang, Koichi Aoki, Hidekazu Ishitobi, and Yasushi Inouye
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 15(4) 号: 4 ページ: 642-646
  • DOI: 10.1002/cphc.201301115
  • 査読あり
• [雑誌論文] “From ‘There’s Plenty of Room at the Bottom’ to Seeing What is Actually There” (2014)
  • 著者名/発表者名: James A. J. Fitzpatrick, Yasushi Inouye, Suliana Manley, and W. E. Moerner
  • 雑誌名: ChemPhysChem Editorial 巻: 15(4) 号: 4 ページ: 547-549
  • DOI: 10.1002/cphc.201400097
• [雑誌論文] Synthesis of green-emitting Pt8 nanoclusters for biomedical imaging by pre-equilibrated Pt/PAMAM (G4-OH) and mild reduction (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Tanaka, K. Aoki, A. Muratsugu, H. Ishitobi, T. Jin, and Y. Inouye
  • 雑誌名: Optical Materials Express 巻: 3 号: 2 ページ: 157-165
  • DOI: 10.1364/ome.3.000157
  • 査読あり
• [学会発表] Functional nano-metal for bio-sensing and imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上 康志
  • 学会等名: Japan-Singapore International Workshop on Nanophotonics, Plasmonics and Metamaterials
  • 発表場所: Nanyang Technological University, Singapore
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] 超分岐ポリマーを用いた蛍光性プラチナ・ナノクラスターの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上 康志、Huang Xin、石飛 秀和
  • 学会等名: 応用物理学会2014秋
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-21
• [学会発表] Polymer-protected fluorescent platinum nanoclusters and their application (2014)
  • 著者名/発表者名: Huang Xin
  • 学会等名: 国際シンポジウムISSPIC17
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [学会発表] “Nano-metal for nano-biosensing and biomedical imaging” (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Inouye
  • 学会等名: Japan Taiwan Bilateral Conference on Biomedical and Plasmonic imaging
  • 発表場所: Biotechnology Building, National Taiwan University (Taiwan)
  • 招待講演
• [学会発表] Fluorescent platinum nanoclusters : synthesis and characterization (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Inouye
  • 学会等名: Asian CORE Workshop in Morocco 2013"Fundamentals and Applications of Nanophotonics Photovoltaics and Bio-Photonics"
  • 発表場所: MAScIR (Rabat, Morocco)(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] Metallic nanoclusters for nano-imaging and nanosensing (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Inouye
  • 学会等名: AIST-ANNA Symposium
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)(招待講演)
  • 年月日: 2012-10-17
• [学会発表] Near infrared imaging of leaf water content under photosynthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Uoshita, T. Minami, Y. Inouye
  • 学会等名: The 73^<rd> JSAP Autumn Meeting
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区(愛媛県)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] Synthesis and characterization of green-emitting Pt8 nanoclusters (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Aoki, S. Tanaka, A. Muratsugu, H. Ishitobi, T. Jin, Y. Inouye
  • 学会等名: The 73^<rd> JSAP Autumn Meeting
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区(愛媛県)
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] “Photoluminescent platinum nanoclusters”
  • 著者名/発表者名: K. Aoki, X. Huang, H. Ishitobi, and Y. Inouye
  • 学会等名: UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics Workshop (UPN2013)
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス 基礎工学部国際棟Σホール(大阪府)
• [学会発表] “Facile and environment-friendly preparation of the fluorescent platinum nanoclusters with various emission wavelengths”
  • 著者名/発表者名: X. Huang and Y. Inouye
  • 学会等名: 平成25年度日本分光学会年次講演会
  • 発表場所: Icho Kaikan, Osaka University (Osaka)
• [学会発表] “Facile preparation of fluorescent platinum nanoclusters with different emission wavelengths using hyperbranched PEI as the stabilizing agent”
  • 著者名/発表者名: X. Huang, K. Aoki, H. Ishitobi, and Y. Inouye
  • 学会等名: Japan Taiwan Bilateral Conference on Biomedical and Plasmonic Imaging
  • 発表場所: Biotechnology Building, National Taiwan University (Taiwan)
• [学会発表] “Photoluminescent Platinum Nanoclusters”
  • 著者名/発表者名: T. Tokuyama, K. Aoki, X. Huang, H. Ishitobi, and Y. Inouye
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部平成25年度第3回講演会
  • 発表場所: フォトニクスセンター 大阪大学 (大阪府)
• [図書] Functional nanometer-sized clusters of transition metals: Synthesis properties and applications (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tanaka and Y. Inouye
  • 総ページ数: 449
  • 出版者: Royal Society of Chemistry