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2021 年度 実績報告書

光熱ナノ粒子周りの熱流動現象を利用した高度ナノ物質濃縮

研究課題

研究課題/領域番号 19H02084
研究機関東京理科大学

研究代表者

元祐 昌廣  東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (80434033)

研究分担者 市川 賀康  東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (00825060)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード金属ナノ粒子 / 濃縮 / プラズモニクス / 界面流れ
研究実績の概要

前年度明らかになった,金属ナノ粒子集合体では粒子の固定化密度のばらつきのためにプラズモニクス誘起熱現象が一貫しないという問題について,電子線描画装置を用いて100nm程度の金の周期構造をリフトオフを用いて製作することができ,粒子集積実験を行った結果,安定してプラズモニクス誘起の粒子操作を実現することができた.これにより,異なる操作対象や基板においても評価できるようになった.
また,50mW程度の強いレーザ光を照射した際に発生する微小気泡を用いたナノ粒子輸送に関して,底面からと側方からの顕微観察を行って粒子移動のダイナミクスを評価した結果,気泡発生から10ms前後において大きく流動パターンが変化していることが明らかになり,これまで理論的に説明されていた気泡の界面全体が動くような流動様相は10msまでしか維持できていおらず,それ以降は気泡の上部界面はほぼ移動せずに下部のみが動く様子を確認した.
金属ナノ構造体を用いて,タンパク質やDNAなどの生体ナノ物質についても輸送実験を行い,各種サンプルに応じて現象の差異は見られるものの,全てのサンプルについて集積可能であることを示し,本研究が提案するプラズモン誘起の熱流動の有効性を明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Temperature sensitivity of BODIPY dye (pyrromethene 597) over different linear organic solvents2022

    • 著者名/発表者名
      Puneet Jain, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: - ページ: in press

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac5fc9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence anisotropy studies on BODIPY (pyrromethene 546) dye as a novel thermal probe2022

    • 著者名/発表者名
      Puneet Jain, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Journal of Fluorescence

      巻: 32 ページ: 737-743

    • DOI

      10.1007/s10895-021-02868-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determining particle depth positions and evaluating dispersion using astigmatism PTV with a neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyasu Ichikawa, Ryota Kikuchi, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 60 ページ: 6538-6546

    • DOI

      10.1364/AO.427571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accumulation mechanism of nanoparticles around plasmonic surface bubbles2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Okada, Kento Kodama, Ken Yamamoto, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Journal of Nanoparticle Research

      巻: 23 ページ: 188

    • DOI

      10.1007/s11051-021-05305-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence anisotropy as a temperature sensing molecular probe using fluorescein2021

    • 著者名/発表者名
      Puneet Jain, Takuya Aida, Masahiro Motosuke
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 12 ページ: 1109

    • DOI

      10.3390/mi12091109

    • 査読あり
  • [学会発表] Microfluidic-based biosensing for sustainable human health2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      INTERFINISH
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoparticle assembly by photothermal microbubble2021

    • 著者名/発表者名
      Koki Okada, Yoshiyasu Ichikawa, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      INTERFINISH
    • 国際学会
  • [学会発表] Label-free dielectrophoretic separation of cancer cells by drug resistance2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Yoda, Yuto Sasaki, Ken Yamamoto, Yoshiyasu Ichikawa, Masahiro Motosuke
    • 学会等名
      25th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (micro-TAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] ROT/DEPを用いたHeLa細胞の6-thioguanine耐性の有無による分離2021

    • 著者名/発表者名
      依田 和真, 佐々木 勇斗, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第43回研究会
  • [学会発表] 電場駆動流による灌流培養に向けた培地交換法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      川田 到, 小林 颯介, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第43回研究会
  • [学会発表] 皮膚装着型フレキシブル発汗量センサの開発2021

    • 著者名/発表者名
      森下 裕樹, 山本 憲, 四反田 功, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第43回研究会
  • [学会発表] ライデンフロスト液滴の蒸気ポケット形状の変化2021

    • 著者名/発表者名
      山本 憲, 片山 圭吾, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2021
  • [学会発表] 金ナノ構造体の光熱変換によって生成するマイクロバブルによる粒子集積メカニズムの解明2021

    • 著者名/発表者名
      岡田 皓輝, 小玉 健人, 山本 憲, 市川 義康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 液膜上エレクトロウェッテイング(EWOLF)における液滴内部流動の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      高木 森平, 山本 憲, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 混相流の特性を利用した血液型判定マイクロ流体チップ2021

    • 著者名/発表者名
      山本 憲, 櫻井 亮介, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] 非点収差PTVにおける機械学習を用いた粒子奥行位置の校正とその有効性2021

    • 著者名/発表者名
      市川 賀康, 菊池 亮太, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2021
  • [学会発表] オイルフィルム内部の流動に基づいた摩擦力計測2021

    • 著者名/発表者名
      市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2021
  • [学会発表] Single-pixel PIVを用いた湾曲管内流れの圧力場逆解析2021

    • 著者名/発表者名
      手島 俊一, 太田 槙吾, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      日本流体力学会 年会2021
  • [学会発表] ラチェット上におけるライデンフロスト液滴駆動の温度・壁面依存性2021

    • 著者名/発表者名
      廣澤 拓哉, 酒井 宗寿, 山本 憲, 元祐 昌廣, 磯部 敏宏, 松下 祥子, 中島 章
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2021
  • [学会発表] 蛍光異方性を用いた液体温度測定における粘性率の影響2021

    • 著者名/発表者名
      山口 玲輔, Puneet Jain, 市川賀康, 元祐昌廣
    • 学会等名
      第42回日本熱物性シンポジウム
  • [学会発表] 亜音速流れ検知のためのフレキシブルMEMSセンサの開発2021

    • 著者名/発表者名
      白石 大貴, 村上 晃一, 水見 俊介, 大村 尚登, 大谷 好子, 柴田 貴範, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] ホログラフィックプラズモン光ピンセットによるナノ粒子の操作2021

    • 著者名/発表者名
      小玉 健人, 岡田 皓輝, 山本 憲, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第31回MRS-J年次大会
  • [学会発表] 各種有機溶剤中における蛍光色素BODIPY (pyrromethane 597) の温度依存性2021

    • 著者名/発表者名
      Puneet JAIN, 山口 玲輔, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] 金ナノ構造体間の電場増強および光熱変換におけるギャップ効果2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 大智, 小玉 健人, 岡田 皓輝, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] チップ内細胞培養のための電場駆動灌流ポンプの開発2021

    • 著者名/発表者名
      小林 颯介, 檜垣 知加, 川田 到, 市川 賀康, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第44回研究会
  • [学会発表] 薬剤耐性がん細胞の誘電特性評価およびラベルフリー分離2021

    • 著者名/発表者名
      依田 和真, 市川 賀康, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第31回MRS-J年次大会
  • [学会発表] 光散乱を用いた単一ナノ粒子の高感度検出2021

    • 著者名/発表者名
      左藤 麟太郎, 芹田 真澄, 市川 賀康, 山本 憲, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第31回MRS-J年次大会
  • [学会発表] 運動評価のためのウェアラブルマイクロ発汗量センサの開発2021

    • 著者名/発表者名
      森下 裕樹, 市川 賀康, 向本 敬洋, 柳田 信也, 鈴木 立紀, 四反田 功, 元祐 昌廣
    • 学会等名
      第31回MRS-J年次大会
  • [学会発表] 先端的流量評価のためのフレキシブル流れセンサー2021

    • 著者名/発表者名
      元祐 昌廣
    • 学会等名
      第31回MRS-J年次大会
    • 招待講演
  • [図書] マイクロ・ナノ熱工学の進展(担当:第5編 計測, 第1章 光計測)2021

    • 著者名/発表者名
      マイクロ・ナノ熱工学の進展 編集委員会
    • 総ページ数
      808
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      978-4860437220
  • [備考] 研究室webページ(日本語)

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/motlab/jp/index.html

  • [備考] 研究室webページ(英語)

    • URL

      https://www.rs.tus.ac.jp/motlab/en/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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