近赤外光領域で二種の発光を示す低毒性量子ドットの作製と細胞内温度計測への応用

近红外区发射两种光的低毒量子点的制备及其在细胞内温度测量中的应用

• 批准号: 22KJ1593
• 负责人: 都澤 諒
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1593/
• 关键词: 量子ドット; 近赤外発光; バンド端発光; 欠陥発光; ナノ温度計測; 細胞温度計測; バイオイメージング

本年度は、温度依存性の異なるバンド端発光と欠陥発光を示すAg-In-Ga-S (AIGS) QDをコアとして、その発光特性を向上しつつ水への安定性を付与する新規シェル材料の探索を主に行った。まず、水に安定なランタン硫化物に着目し、NaLaS2、LaSx、Ga-La-Sをシェル材料として選択して、当研究室で開発されたAIGS@GaSxコア/シェルナノ粒子の合成法をもとにシェル合成を行った。La硫化物シェル合成の際、La前駆体としていくつかの前駆体を試し、LaCl3を用いた場合に得られる粒子の発光量子収率（QY）が高くなる傾向があることを見出した。AIGSコアナノ粒子のQYが約10~20 %であるのに対し、AIGS@NaLaS2はコアシェル化反応後にQYが5.8 %まで減少してしまったが、AIGS@LaSx、AIGS@GaLaSナノ粒子はそれぞれ22、37%まで増加し、バンド端発光の増強が確認できた。但し、配位子交換によってQD表面を親水化にした後に水に分散しようとするといずれのナノ粒子も凝集してしまい、TEM観察から粒子同士が融合しナノ粒子形状を維持していない様子が確認されたことから、La硫化物シェルでは水への安定性が不十分であることが示唆された。そこで、もう一つのシェル材料候補としてSiO2に着目した。逆ミセル法によって合成したAIGS@SiO2コア/シェルナノ粒子はメタノール中でバンド端、欠陥発光の両方を示し、QYは12 %であった。但し、こちらも水に分散しようとしたところ凝集が見られた。合成の最後で配位子末端のメトキシ基を親水性のヒドロキシ基にする加水分解反応が上手く進んでいないか、このヒドロキシ基が精製時のメタノール・エタノールによる洗浄によってアルコキシ基に変換されている可能性があり、合成・精製方法の最適化が必要である。

Ag-In-Ga-S (AIGS) of this year's temperature dependence is different. QD's light characteristics and stability are improved, and new regulations and materials are explored.まず, water stabilized なランタンsulfide sulfide, NaLaS2, LaSx, Ga-La-S をシェル material として selectionして、When the laboratory is developing AIGS@GaSxコア/シェルナノ particle synthesis method, it is a synthetic method of を行った. The purpose of La sulfide synthesis, La front body building test, LaCl3 use The photon quantum yield (QY) of the particle is high and the tendency is high. AIGSコアナノのQYがapproximately 10~20%であるのに対し, AIGS@NaLaS2はコアシェルchemical reaction QYが5.8 %までreduceしてしまったが、AIGS@LaSx、AIGS@GaLaSナノParticle はそれぞれ22, 37% までincrease and し, バンドEnd発光のincrease strength がconfirmation できた. However, due to ligand exchange, the QD surface was hydrophilized and water was dispersed.うとするといずれのナノもagglutination してしまい, TEM Observation から particles are the same The particle shape of the shi fusion is maintained, and the particle shape is maintained and confirmed. The stability of La sulfide is not very good, and the stability of water is not very good.そこで、もう一つのシェルMaterial candidate としてSiO2に目した. Synthetic AIGS by inverse ミセル method によって@SiO2コア/シェルナノParticle はメタノール中でバンドEnd, Oue癥発光の両square をshowし, QYは12 %であった. However, the water is dispersed and the water is condensed. The last ligand terminal of the synthesis is the hydrophilic base of the ligand terminal.るAdd water to decompose reaction が上く入んでいないか、このヒドロキシbaseがRefined When the time is right It is necessary to optimize the synthesis and purification methods as much as possible.

项目成果

コアシェル構造AIGS@ZnGaS量子ドットの合成と発光検出型温度センサへの応用

核壳结构AIGS@ZnGaS量子点的合成及其在发光温度传感器中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Minchuan L;*Yukawa H;Sato K;Tozawa M;Tokunaga M;Kameyama T;Torimoto T;*Baba Y.;大藤秀斗，田中澪月，都澤諒，亀山達矢，上松太郎，桑畑進，鳥本司;都澤諒，宮前千恵，秋吉一孝，亀山達矢，細貝拓也，佐藤弘規，大嶋優輔，鳥本司;都澤諒，亀山達矢，宮地冬，湯川博，上松太郎，桑畑進，馬場嘉信，鳥本司
• 通讯作者: 都澤諒，亀山達矢，宮地冬，湯川博，上松太郎，桑畑進，馬場嘉信，鳥本司

近赤外応答を示すAg-Au-Se量子ドットの液相合成と発光特性制御

具有近红外响应的Ag-Au-Se量子点的液相合成及发射性能控制

• 发表时间: 2023
• 作者: Minchuan L;*Yukawa H;Sato K;Tozawa M;Tokunaga M;Kameyama T;Torimoto T;*Baba Y.;大藤秀斗，田中澪月，都澤諒，亀山達矢，上松太郎，桑畑進，鳥本司;都澤諒，宮前千恵，秋吉一孝，亀山達矢，細貝拓也，佐藤弘規，大嶋優輔，鳥本司
• 通讯作者: 都澤諒，宮前千恵，秋吉一孝，亀山達矢，細貝拓也，佐藤弘規，大嶋優輔，鳥本司

Development of Cu-In-Ga-S quantum dots with a narrow emission peak for red electroluminescence

• DOI: 10.1063/5.0144271
• 发表时间: 2023-04-28
• 期刊: JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS
• 影响因子: 4.4
• 作者: Jiang，Chang;Tozawa，Makoto;Torimoto，Tsukasa
• 通讯作者: Torimoto，Tsukasa

ナノ構造制御によるAg-Ga-S量子ドットの発光特性の変調

通过纳米结构控制调节Ag-Ga-S量子点的发光性能

• 发表时间: 2023
• 作者: Minchuan L;*Yukawa H;Sato K;Tozawa M;Tokunaga M;Kameyama T;Torimoto T;*Baba Y.;大藤秀斗，田中澪月，都澤諒，亀山達矢，上松太郎，桑畑進，鳥本司
• 通讯作者: 大藤秀斗，田中澪月，都澤諒，亀山達矢，上松太郎，桑畑進，鳥本司

ナノ量子センサーを用いた幹細胞温度センシング技術の創製と生体への応用

使用纳米量子传感器创建干细胞温度传感技术并将其应用于生物体

• 发表时间: 2022
• 作者: Minchuan L;*Yukawa H;Sato K;Tozawa M;Tokunaga M;Kameyama T;Torimoto T;*Baba Y.;大藤秀斗，田中澪月，都澤諒，亀山達矢，上松太郎，桑畑進，鳥本司;都澤諒，宮前千恵，秋吉一孝，亀山達矢，細貝拓也，佐藤弘規，大嶋優輔，鳥本司;都澤諒，亀山達矢，宮地冬，湯川博，上松太郎，桑畑進，馬場嘉信，鳥本司;次本成立，宮地冬，湯川博，都澤諒，鳥本司，馬場嘉信
• 通讯作者: 次本成立，宮地冬，湯川博，都澤諒，鳥本司，馬場嘉信