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マイクロチップを用いた脈動混合による単分散金ナノ粒子創製

使用微芯片通过脉动混合创建单分散金纳米颗粒

基本信息

批准号：
18710078
负责人：
菅野公二
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

金ナノ粒子の局所プラズモン共鳴(LPR)や表面増強ラマン散乱(SERS)を用いた化学分析の高感度化を実現するために,最も大きな電場増強を示す粒子径60nmで粒子径分布の小さな金ナノ粒子を還元法により作製することを目的とした.そのため,マイクロポンプと混合用マイクロ流路を用いた脈動混合を2液に適用した.この手法により迅速な2液混合を行い,小さな粒子径分布の金ナノ粒子を作製する.研究成果を以下に示す.(1)脈動混合法の混合速度評価: 蛍光顕微鏡を用いて蛍光色素と純水の2液が混合する様子を観察し,混合速度を計算した.その結果,最短で95msecの混合が可能であり,混合速度をマイクロポンプの切替周波数により制御できることがわかった.(2)ポリマーマイクロ流路の設計・製作: ポリマー製の最適な混合流路形状を設計するために,流路内圧による流路変形を考慮することができる新しい電気等価回路解析モデルを構築した.このモデルにより,流路形状による流量や流れの応答性を正確に解析することができる.(3)脈動混合を用いた金ナノ粒子作製と粒子生成メカニズムの考察: 脈動混合により混合速度を制御し金ナノ粒子を作製した.(1)での混合速度と生成した粒子の粒子径・粒子径分布の関係から生成メカニズムについて考察を行った.(4)化学分析への応用の検討: LSPもしくはSERSを用いた化学分析に応用するために,金ナノ粒子の電場増強と消失スペクトルを有限差分領域法(FDTD)を用いて計算し,最適な構造を導出した.

The local resonance (LPR), surface enhancement and scattering (SERS) of gold particles are used to realize the high sensitivity of chemical analysis. The maximum electric field enhancement shows that the particle diameter is 60nm. The particle diameter distribution is small. For mixing, flow path, pulse mixing, 2-fluid mixing. This technique allows rapid mixing of the two solutions to reduce particle size distribution and particle size distribution. The research results are shown below. (1)Evaluation of mixing velocity of pulsating mixing method: the mixing velocity of two liquids of pigment and purified water was calculated by using a light microscope. As a result, the shortest possible time for mixing is 95msec, and the mixing speed is 95 msec. (2)Design and fabrication of mixed flow path: design of mixed flow path shape, consideration of flow path shape, analysis of new electric circuit The flow path shape, flow rate and flow response are analyzed correctly. (3)Pulsatile mixing is controlled by particles and particle generation. Pulsatile mixing is controlled by mixing velocity. (1)The relationship between the mixing speed and the particle size and particle size distribution of the generated particles is investigated in the generation menu. (4)The application of LSP to SERS in chemical analysis is discussed. The electric field enhancement and extinction of metal particles are calculated by finite difference domain method (FDTD).