金/半導体ナノ粒子を利用した高感度化学センサーの研究開発

使用金/半导体纳米颗粒的高灵敏化学传感器的研发

• 批准号: 06F06083
• 负责人: 渡辺 茂
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kochi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06083/
• 关键词: 金ナノ粒子; 両親媒性ブロック共重合体; ミセル; 自己組織化

金や銀など貴金属ナノ粒子をナノプラットホームとするナノ化学センサーの開発には,ナノメートルサイズの金属ナノ粒子を規則正しく自在に配列させる集積化技術の開発が不可欠である。これまでに両親媒性ブロック共重合体で表面を修飾した金ナノ粒子を合成し,これをラングミューラー-ブロンジェット法を用いてシリコン基板上に集積化する方法を開発した。しかし,この方法では,合成時に混入する未反応のブロック共重合体を完全に取り除くことが難しく。金ナノ粒子を配列させる際,その規則性が損なわれてしまうことが問題となった。そこで,金ナノ粒子を合成することなくブロック共重合体のミセルを直接基板上に自己組織化した後,金イオンをミセルの親水部に導入し,金イオンの還元をブロック共重合体の分解と同時に行うことで,煩雑な精製に煩わされることなく規則的に配列した金のナノドットを作製する方法を新たに開発した。一般に,形状の固定されたナノ粒子とは異なり,基板上に展開されたミセルは,基板表面との相互作用のために無定形になりやすい。このようなミセルからは,大きさや形状の不均一な金属ドットが形成され,化学センサーとして定量分析には向かいない。そこで,基板表面をフッ素系樹脂で前処理を施し,基板表面の表面エネルギーを低下させることで球状のミセルを規則的に自己組織化できることを突き止めた。このようなナノ粒子の反射光・散乱光などの光学特性は,その近傍で進む抗原抗体反応など生体反応にきわめて鋭敏である。その強度変化を通じて生体反応を直接測定できる可能性を秘めており,複雑な光学系を必要としない高感度なバイオセンサーシステムの構築が期待できる。

In the development of gold, silver and noble metal particles, it is necessary to develop an integrated technology for the regular and free arrangement of metal particles. This is the development of a method for the synthesis of gold particles on the surface of a polymer complex, and for the accumulation of gold particles on a substrate using a surface-modifying method. This method is difficult to completely remove from the complex when it is mixed. When gold particles are arranged, they are regularly damaged. After the gold particles are synthesized and self-organized directly on the substrate, the hydrophilic part of the gold particles is introduced, and the gold particles are decomposed simultaneously. The method for preparing the gold particles is developed. In general, the shape of the fixed particles is different, the substrate is expanded, and the substrate surface interacts with the amorphous particles. The chemical analysis of the metal particles is carried out in the opposite direction. The surface of the substrate is treated with a primary-based resin, and the surface of the substrate is reduced to a spherical shape and regular self-organization. The optical properties of these particles are reflected light and scattered light. In the vicinity of these particles, the antigen, antibody, and biological reaction are detected. The intensity of the change can be directly measured by biological reaction, and the possibility of complex optical system construction can be expected.

项目成果

アドレッサブレ高分子打構造テンプレートを利用したナノ粒子の精密配列への朝鮮

韩国使用可寻址聚合物模板精确排列纳米颗粒

• 发表时间: 2006
• 期刊: 未来材料 10
• 作者: 渡辺 茂;彌田智一
• 通讯作者: 彌田智一

Site-specific recognition of nanophase-separated surfaces of amphiphilic block copolymers by hydrophilic and hydrophobic gold nanoparticles.

• DOI: 10.1002/anie.200603516
• 发表时间: 2007-02
• 期刊: Angewandte Chemie
• 作者: Shigeru Watanabe;Ryutaro Fujiwara;M. Hada;Y. Okazaki;T. Iyoda

高分子ナノ相分離構造を鋳型として用いる金ナノドットアレイの作製

以聚合物纳米相分离结构为模板制备金纳米点阵列

• 发表时间: 2007
• 作者: 渡辺 茂;福井 千春;Inamur R. Laskar;岡崎 由佳;李 晶澤;彌田 智一
• 通讯作者: 彌田 智一

アドレッサブル高分子ナノ構造テンプレートを利用した金ナノ粒子の精密配列

使用可寻址聚合物纳米结构模板精确排列金纳米颗粒

• 发表时间: 2007
• 作者: 渡辺 茂;福井千春;岡崎由佳;李 晶澤;彌田智一
• 通讯作者: 彌田智一

Self-assembly of Fluorinated Substrate Mediated Spherical Block Copolymer led to Hexagonal Close-pack Gold Nanostructure

氟化基质介导的球形嵌段共聚物的自组装导致六方密堆积金纳米结构

• 发表时间: 2008
• 作者: I. R. Laskar;S. Watanabe;and T. Iyoda
• 通讯作者: and T. Iyoda