• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

発光色を近赤外でチューニングできる水溶性シリコンナノ粒子の合成

研究課題

研究課題/領域番号 26390024
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
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

白幡 直人  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 准主任研究者 (80421428)

研究協力者 ウィニック フランソワ  
チャンドラ ソロブ  
馬場 嘉信  
安井 隆雄  
ゴシュ バトゥ  
竹口 雅樹  
増田 佳丈  
中村 仁  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードバイオイメージング / シリコン / 量子ドット / 近赤外発光 / ナノ粒子 / In-vivo / 蛍光共鳴エネルギー移動 / 水溶性 / 2光子励起 / チューニング / 水溶性ナノ粒子 / In-vitro / 二光子励起 / 蛍光 / 発光 / イメージング
研究成果の概要

本研究では、生体透明性の高い近赤外波長域(λ=700-1000nm)で活用できる2光子励起用の蛍光バイオマーカーを開発した。本マーカーは、コアにシリコンを有するダブルシェル構造から成る。シリコンの特長は、①生体毒性が他物質に比べて格段に低い、②量子効果に基づいて発光波長を該波長域でチューニングできる、③発光ピーク波長を該波長域で連続的にチューニングできる、等である。内殻を構成する炭化水素鎖は、発光量子収率を30%以上へ増強する役割を担う。外殻は、マーカーに水溶性を付与する。さらに外殻の一部官能基を変換することで、特定の分子に対する標的機能付与や蛍光共鳴エネルギー移動も可能となった。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 13件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] モントリオール大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Triveni Devi Bhalotia College(インド)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] モントリオール大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A One-Pot Synthesis of Water Soluble Highly Fluorescent Silica Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Sourov Chandra, Grégory Beaune, Naoto Shirahata, Francoise M. Winnik
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 5 号: 7 ページ: 1363-1370

    • DOI

      10.1039/c6tb02813f

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Origin of the Photoluminescence Quantum Yields Enhanced by Alkane-Termination of Freestanding Silicon Nanocrystals: Temperature-Dependence of Optical Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Batu Ghosh, Masaki Takeguchi, Jin Nakamura, Yoshihiro Nemoto, Takumi Hamaoka, Sourov Chandra, Naoto Shirahata
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 36951-36951

    • DOI

      10.1038/srep36951

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional Double-Shelled Silicon Nanocrystals for Two-Photon Fluorescence Cell Imaging: Spectral Evolution and Tuning2016

    • 著者名/発表者名
      Sourov Chandra, Batu Ghosh, Grégory Beaune, Usharani Nagarajan, Takao Yasui, Jin Nakamura, Tohru Tsuruoka, Yoshinobu Baba, Naoto Shirahata, Francoise M. Winnik
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 8 号: 16 ページ: 9009-9019

    • DOI

      10.1039/c6nr01437b

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hybrid White Light Emitting Diode Based on Silicon Nanocrystals2014

    • 著者名/発表者名
      B. Ghosh, Y. Masuda, Y. Wakayama, Y. Imanaka, J. Inoue, K. Hashi, K. Deguchi, H. Yamada, Y. Sakka, S. Ohki, T. Shimizu, N. Shirahata
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 24 号: 45 ページ: 7151-7160

    • DOI

      10.1002/adfm.201401795

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reductant-Free Colloidal Synthesis of NIR Emitting Germanium Nanocrystals: Role of Primary Amine2014

    • 著者名/発表者名
      Batu Ghosh, Makoto Ogawara, Yoshio Sakka, Naoto Shirahata
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 14 号: 3 ページ: 2204-2210

    • DOI

      10.1166/jnn.2014.8546

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution-Processable White-Light-Emitting Germanium Nanocrystals2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahagta
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 214 ページ: 74-78

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2013.10.021

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Colloidal Silicon Quantum Dots: Synthesis and Tuning the Emission in the Ranging from near-UV through Visible to near-IR2014

    • 著者名/発表者名
      Batu Ghosh, Naoto Shirahata
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 15 号: 1 ページ: 014207-014207

    • DOI

      10.1088/1468-6996/15/1/014207

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monolayer Formation of Luminescent Germanium Nanoparticles on Silica Surface in Aqueous Buffer Solution2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahata
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 14 号: 3 ページ: 2640-2643

    • DOI

      10.1166/jnn.2014.8640

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自然に学ぶセラミックスプロセッシング2014

    • 著者名/発表者名
      増田佳丈、齋藤紀子、白幡直人、河本邦仁
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 49 ページ: 356-360

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 環境・循環型社会に調和するナノ粒子発光体2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人, Batu Ghosh, 目 義雄
    • 雑誌名

      NIMS NOW

      巻: 14 ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ素―炭素接合系ナノ粒子が導く発光物性と応用2016

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第29回秋季シンポジウム, 日本セラミックス協会
    • 発表場所
      広島県東広島市鏡山1-4-4 広島大学
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サステイナブル社会に調和する環境蛍光体の創製と応用2016

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      中央大学物理学科談話会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カドミウムフリー量子ドット粒子の発光効率化技術2016

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      カドミウムフリー量子ドットの発光安定化技術とディスプレイへの応用
    • 発表場所
      東京都品川区西五反田2丁目29-5 日幸五反田ビル 8F 技術情報協会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy-gap engineering of nanosilicon toward efficient light emitters2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Shirahata
    • 学会等名
      Pacifichem 2015 meeting
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Prospect of Nanochemistry with Silicon Nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto Shirahata
    • 学会等名
      Autum seminar for the Department of Chemistry and Biochemistry at BYU
    • 発表場所
      Brigham Young University, USA
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲルマニウムナノ粒子からの発光2015

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第71回マテリアルセミナー
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 発光色を連続的に制御できるエコナノ粒子2015

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      Nanotech2015
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 年月日
      2015-01-27 – 2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] IV属ナノ粒子蛍光体の研究開発動向2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第11回「量子ドット利用デバイス技術分科会」
    • 発表場所
      一般社団法人電子情報技術産業協会
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Slicon-Based White Light Emitting Diodes2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahata, B. Ghosh
    • 学会等名
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Hynes Convention Center,Boston, USA
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Silicon Nanoparticles as Potential Light Emitters: Synthesis, Separation by Color, and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahata
    • 学会等名
      2014 EMN Fall Meeting
    • 発表場所
      Orland, USA
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Organically-Terminated Silicon Nanoparticles: Synthesis, Separation by Emission and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahata
    • 学会等名
      Workshop on Advancement of Group IV Nanostructures
    • 発表場所
      Kobe University
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シリコンナノ粒子の七変化:カメレオン蛍光体2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第4回CSJ化学フェスタ2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 制御された単分子/環境半導体ナノ構造を素材とした発光素子創製2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      JST-CREST/さきがけ3研究領域合同第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      コクヨホール
    • 年月日
      2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 単分子が制御するSiナノ粒子の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第65回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 制御されたシリコンナノ構造が創発する発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      界面科学研究部門セミナー
    • 発表場所
      界面科学研究部門セミナー
    • 年月日
      2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tuning the Emission of Luminescent Germanium2014

    • 著者名/発表者名
      N. Shirahata
    • 学会等名
      The 22nd Annual International Conference on Composite/Nano Enginnering
    • 発表場所
      Malta
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光シリコンナノ粒子の波長チューニング特性2014

    • 著者名/発表者名
      白幡直人
    • 学会等名
      第63回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] NIMS Researcher Database SAMURAI

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/SHIRAHATA_Naoto-e.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 発光性シリコンナノ粒子及び電流注入型発光素子2014

    • 発明者名
      白幡直人、バトゥゴッシュ
    • 権利者名
      白幡直人、バトゥゴッシュ
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi