2021 Fiscal Year Annual Research Report
In-situ analysis of ultra-stable fluorescent nanoparticles confined in nanoscale structures
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19K21935
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
藤原 正澄 岡山大学, 自然科学学域, 研究教授 (30540190)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 達郎 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40432017)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 蛍光ナノダイヤモンド / ナノ流路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、蛍光ダイヤモンドナノ粒子と金ナノ粒子をガラスナノ構造中（ナノ細孔）に脂質二重膜でシールして閉じ込める。金ナノ粒子を光学加熱して閉鎖ナノ空間に強制対流を生じさせ、ナノ粒子の回転および並進ブラウン運動の変化を同時観察する。これを自由空間中でのブラウン運動と比較し、ナノ空間中での流体力学挙動を解析する。
R3年度は、（1）多数のナノ細孔で光検出磁気共鳴(ODMR)を一様に観察するための均一マイクロ波照射アンテナの作成、(2)マイクロ流路チップデバイス作成、(3)ODMRをワイドフィールド顕微鏡観察下でブラウン運動と同時に計測するシステム構築を行った。（1）では、昨年度までに、ノッチ型コプレーナアンテナ形状を設計・製作し、数平方ミリメートル領域でODMR測定可能な事を確認していたが、今年度、マイクロ波系の構成素子を詳細に検討することで、測定データとシミュレーションが定量的によい一致を示していることを明らかにした。これにより、デバイスを数値設計すれば、ほぼ予測通りの測定信号が得られる状況となり、飛躍的なデバイス作成技術の進展となった。(2)については、分担者の遠藤からマイクロ流路作成に関するノウハウが提供され、流路チップを安定的に観察ガラス基板に接着可能となった。(3)においては、ODMRをワイドフィールド観察で測定するシステムを構築し、20msの時間分解能でダイヤモンド蛍光顕微画像をモニタリングしながらODMR測定することが可能となった。蛍光ナノダイヤモンドをナノ流路に導入する実験も行った。蛍光ナノダイヤモンドがナノ流路に入っている様子が電子顕微鏡で観察された。しかしながら、凝集したナノダイヤが存在し、光学測定を阻害することが分かり、サンプルの精製が必要であることが分かったため、精製方法を検討中である。
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[Presentation] Real-time nanodiamond thermometry probing nematode worms2021
Author(s)
Masazumi Fujiwara, Simo Sun, Alexander Dohms, Yushi Nishimura, Ken Suto, Yuka Takezawa, Keisuke Oshimi, Li Zhao, Nikola Sadzak, Yumi Umehara, Yoshio Teki, Naoki Komatsu, Oliver Benson, Yutaka Shikano, and Eriko Kage-Nakadai
Organizer
International Conference on New Diamond and Nano Carbons
Int'l Joint Research
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