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プラズモニックチップによるジアリールエテン結晶化制御

公募研究

研究領域高次複合光応答分子システムの開拓と学理の構築
研究課題/領域番号 17H05273
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関関西学院大学

研究代表者

田和 圭子  関西学院大学, 理工学部, 教授 (80344109)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードジアリールエテン / 光異性化 / 結晶成長 / プラズモン共鳴 / アルミニウムプラズモニックチップ / 顕微鏡 / 光応答 / 結晶 / 表面プラズモン共鳴 / 表面・界面物性 / ナノ構造
研究実績の概要

プラズモニックチップに照射された光は、格子結合型表面プラズモン共鳴 (GC-SPR) により基板表面の電場を増強させる。本研究では、プラズモニックチップに調製した膜厚3 icro mのジアリールエテン(DAE)薄膜の開環体1o -> 閉環体1cへの光異性化と結晶化の過程をin situで顕微鏡観察した。これまでに、in situ観察システムの構築、UV光増強電場を作るアルミニウム(Al)プラズモニックチップの調製、Alプラズモニックチップ上での選択的なDAEの光異性化促進と結晶成長を示すことができた。裏面からの光照射では針状結晶化はDAE薄膜のエッジ部分でのみ見られること、結晶化には1cへの異性化率が60%以上必要で周りに1oの足場の存在が必要であることがわかった。
偏光UV光を照射しプラズモン場が結晶化に与える影響を調べた。用いたプラズモニックチップはピッチ300 nmの一次元周期構造で、このチップ上に調製されたDAE薄膜にUV光を裏面から照射した。照射光路に挿入した偏光子は、格子ベクトルkgと垂直な方向と平行な方向に偏光軸をもつようにセットされた。これらの偏光軸は入射光の波数ベクトルkph // kgの入射面においてそれぞれs偏光とp偏光に相当し、sはプラズモンと結合せず、pのみプラズモンとの結合系である。結果、sでは見られなかった結晶の成長がpでは見られた。1cへの異性化による可視域の吸光度の増大は、pで大きく見られ、プラズモン場が生成する条件では異性化が促進され、針状結晶化につながったと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Near-Field Microscopic Visualization of Fluorescence Enhanced Region on Two-Dimensional Periodical Gold Nanohole Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Imaeda, Wataru Minoshima, Keiko Tawa, Kohei Imura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 123 号: 16 ページ: 10529-10535

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b12495

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Optical and Spectroscopic Imaging of Photochromic Cyclization and Crystallization of a Diarylethene Film with Optical Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa, Taiga Kadoyama, Ryo Nishimura, Mana Toma, Kingo Uchida
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiolo. A:Chemistry

      巻: 356 ページ: 397-402

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.01.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on the Mechanism of Diarylethene Crystal Growth by In Situ Microscopy and the Crystal Growth Controlled by an Aluminum Plasmonic Chip2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kadoyama, R. Nishimura, M. Toma, K. Uchida, K. Tawa
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 34 号: 14 ページ: 4217-4223

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00200

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence characterization of ZnS-AgInS2 (ZAIS) nanoparticles adsorbed on plasmonic chip studied with fluorescence microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minoshima, Ryuya Ito, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, and Keiko Tawa
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A: Chem.

      巻: 367 ページ: 347-354

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2018.08.032

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid and sensitive detection of neuron specific enolase with a polydopamine coated plasmonic chip utilizing a rear-side coupling method2018

    • 著者名/発表者名
      M. Toma, S. Izumi and K. Tawa
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 143 号: 4 ページ: 858-864

    • DOI

      10.1039/c7an01577a

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced fluorescence microscopy with the Bull’s eye-plasmonic chip2017

    • 著者名/発表者名
      Tawa Keiko、Izumi Shota、Sasakawa Chisato、Hosokawa Chie、Toma Mana
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 9 ページ: 10622-10622

    • DOI

      10.1364/oe.25.010622

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal Structure of a Plasmonic Chip for the Sensitive Bio-detection with the Grating-coupled Surface Plasmon-field Enhanced Fluorescence (GC-SPF)2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa *, Takuya Nakayama, Kenji Kintaka,
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 10 号: 9 ページ: 1063-1063

    • DOI

      10.3390/ma10091063

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dual-color Fluorescence Imaging of EpCAM and EGFR in Breast Cancer Cells with a Bull’s Eye-type Plasmonic Chip2017

    • 著者名/発表者名
      S. Izumi, N. Hayashi, S. Yamamura, M. Toma and K. Tawa
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17 号: 12 ページ: 2942-2942

    • DOI

      10.3390/s17122942

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Fluorescence characteristics of ZnS-AgInS2 (ZAIS) nanoparticles on the bull`s eye plamonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Minoshima, Eri Nakamura, Takayuki Takiyama, Tatsuya Kameyama, Tsukasa Torimoto, Keiko Tawa
    • 学会等名
      3rd Workshop on Photo-active materials with Cooperative and Synergetic Responses, Nnosynergetics, International Associated Laboratory (LIA) between France and Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3.Crystallization control of the photoresponsible diarylethene film with a plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, T. Kadoyama, M. Toma, R. Nishimura, K. Uchida
    • 学会等名
      3rd Workshop on Photo-active materials with Cooperative and Synergetic Responses, Nnosynergetics, International Associated Laboratory (LIA) between France and Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックチイムノセンサーと細胞イメージングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      産総研所ナノ プロセ シング 施設 光・ナノ計測実践セミナーIII
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-photon fluorescence microscopy of labeled nanoparticles with the silver plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Omura, Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metal nanodome arrays for colorimetric plasmonic biosensor2018

    • 著者名/発表者名
      M. Toma, K. Tawa
    • 学会等名
      EXCON2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックチップ上におけるCd フリーZnSAg-InS2 (ZAIS)ナノ粒子の蛍光特性2018

    • 著者名/発表者名
      箕嶋 渉・瀧山 貴之・亀山 達矢・鳥本 司・田和圭子
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップを利用した蛍光標識ナノ粒子の2光子蛍光検出2018

    • 著者名/発表者名
      大村祐貴, 當麻 真奈, 田和 圭子
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップを用いた増強蛍光バイオイメージング2018

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズモニック呈色膜の比色型イムノアッセイへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      當麻真奈、田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sensitive Bio-Detection with the Bull’s Eye-Plasmonic Chip2018

    • 著者名/発表者名
      Keiko Tawa
    • 学会等名
      12th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photochromic Crystallization in the Diarylethene Film on the Plasmonic Chip Under the Polarized UV Light2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Nakamura, Ryo Nishimura,Kingo Uchida, Taiga Kadoyama, Keiko Tawa
    • 学会等名
      APC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-photon emission detection of quantum dots with the plasmonic chip2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Omura, Yuki Matsubayashi, Chie Hosokawa, Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      APC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズモニックバイオセンサにおける金属ナノドームアレイ構造のサイズ効果2018

    • 著者名/発表者名
      當麻真奈,田中諒,田和圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックセンサーチップによるカンジダマンナンの迅速・高感度検出2018

    • 著者名/発表者名
      志水星歌,栗田浩,當麻真奈,田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップにおけるプラズモンモードの顕微分光解析2018

    • 著者名/発表者名
      千田 雛子,當麻 真奈,田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムプラズモニックチップ上に調製したジアリールエテン薄膜の結晶化過程のin situ顕微鏡観察2017

    • 著者名/発表者名
      加登山太河, 西村涼, 當麻真奈 , 内田欣吾, 田和圭子
    • 学会等名
      新学術領域「高次複合光応答」第2回領域会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップを用いた高感度バイオセンシングと細胞イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-Color Fluorescent Microscopic Observation of Breast Cancer Cells on the Bull’s Eye-Plasmonic Chip2017

    • 著者名/発表者名
      Shota Izumi, Shohei Yamamura, Naoko Hayashi, Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thickness dependence of polydopamine thin films on the detection sensitivity of surface plasmon enhanced fluorescence biosensors2017

    • 著者名/発表者名
      Mana Toma, Keiko Tawa
    • 学会等名
      International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルミニウムプラズモニックチップ上に調製されたジアリールエテン薄膜の光応答in situ イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      加登山 太河, 西村 涼, ・當麻 真奈, 内田 欣吾, ・田和 圭子
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アモルファス・ジアリールエテン膜の結晶化における自由表面の影響2017

    • 著者名/発表者名
      松田 祐佳・田和 圭子・横島 智・内田 欣吾・辻岡 強
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bull’s eye型プラズモニックチップの中心構造に依存した増強蛍光強度分布2017

    • 著者名/発表者名
      泉 章太、箕嶋 渉、當麻 真奈、田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bull’s Eye構造のプラズモニックチップ上における多重染色された乳癌細胞の蛍光顕微鏡観察2017

    • 著者名/発表者名
      泉 章太, 山村 昌平, 林 尚子, 當麻 真奈, 田和 圭子
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部2017年第2回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップによる高感度蛍光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      産総研バイオメディカル研究部門セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of multiple structural colors by using plasmonic nanodome arrays2017

    • 著者名/発表者名
      Mana Toma, Keiko TAWA,
    • 学会等名
      MRS-J
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of a Plasmonic Chip to an Immunosensor and Fluorescence Bioimaging2017

    • 著者名/発表者名
      Keiko TAWA
    • 学会等名
      International Symposium on Nanomedicine 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ull's eye構造のプラズモニックチップにおける中心構造と増強電場の関係2017

    • 著者名/発表者名
      泉章太、當麻真奈、田和圭子
    • 学会等名
      電気学会:マグネティックス/光・量子デバイス/フィジカルセンサ/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウムプラズモニックチップで促進したジアリールエテン薄膜の光異性化と針状結晶成長過程のin situ顕微イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      加登山太河、西村涼、當麻真奈、内田欣吾、田和圭子
    • 学会等名
      電気学会:マグネティックス/光・量子デバイス/フィジカルセンサ/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップによるジアリールエテン結晶化制御2017

    • 著者名/発表者名
      田和圭子
    • 学会等名
      平成29年度第6回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップを用いた高感度蛍光検出のための光学配置の検討2017

    • 著者名/発表者名
      田和圭子、角谷真詩、中村恵理
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] プラズモニックチップによるジアリールエテン光異性化の促進と針状結晶成長制御2017

    • 著者名/発表者名
      加登山 太河・西村 涼・當麻 真奈・内田 欣吾・田和 圭子
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] CSJ current Review 32 プラズモンと光圧が導くナノ物質科学2019

    • 著者名/発表者名
      日本化学会編  田和圭子、細川千絵
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759813920
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 関西学院大学理工学部 環境・応用化学科 田和研究室

    • URL

      http://www.kg-applchem.jp/tawa/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 関西学院大学理工学部環境・応用化学科 田和研究室

    • URL

      http://www.kg-applchem.jp/tawa/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 表面プラズモン励起増強蛍光検出装置および検出方法2017

    • 発明者名
      田和圭子
    • 権利者名
      関西学院大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-168441
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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