Design of Optical Function of Metallic Nanoparticle Composite and Application for Highly-Sensitive Sensor

金属纳米粒子复合材料光学功能设计及其在高灵敏传感器中的应用

• 批准号: 23655072
• 负责人: TOKONAMI Shiho
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23655072/
• 关键词: バイオセンサ; 光検出; ラベルフリー; 金属ナノ粒子; 生体分析; ナノ構造体; 光機能

In this study, we performed the chemical design of the arrangement of metallic nanoparticles and the shape of nanostructures for aiming at the development of highly sensitive optically-driven biosensor, the local temperature sensor and so on. As a fundamental achievement, it has been clarified that linear and nonlinear optical responses can be significantly enhanced by fixing metallic (Au or Ag) nanoparticles densely onto a plastic bead with binder molecules. Also, in the similar system, we have revealed that the optical control of heat coagulation, and we have obtained an important knowledge for the development of temperature sensor based on the optical detection in nano- and micro-spaces. Furthermore, we have clarified that light scattering decreases or increases at particular wavelength regions by binding heterogeneous metallic nanostructures via DNA. This result indicates the possibility that a small amount of DNA less than amol can be detected even by white light irradiation.

在本研究中，我们进行了金属纳米颗粒的排列和纳米结构形状的化学设计，旨在开发高灵敏度的光驱动生物传感器，局部温度传感器等。作为一项基础性成果，已经阐明，通过固定金属，可以显著增强线性和非线性光学响应，将（Au或Ag）纳米颗粒与粘合剂分子紧密地结合到塑料珠上。此外，在类似的系统中，我们已经揭示了热凝固的光学控制，我们已经获得了一个重要的知识，为发展的温度传感器的基础上，在纳米和微米空间的光学检测。此外，我们已经阐明，通过DNA结合异质金属纳米结构，在特定波长区域的光散射减少或增加。该结果表明，即使通过白色光照射也可以检测到小于100 μ阿莫尔的少量DNA。

项目成果

"Many-body Effects in Optically-trapped Metallic Nanoparticles under Thermal Fluctuations" (◆Illustration was selected for the front cover picture)

《热波动下光捕获金属纳米颗粒的多体效应》（封面图片选用插图）

• DOI: 10.1002/pssc.201200334
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physica Status Solidi (c)
• 作者: Takuya Iida*;Mamoru Tamura,
• 通讯作者: Mamoru Tamura,

「プラズモニック発熱効果による微量生体物質検出法の開拓」

“开发利用等离子体放热效应检测微量生物物质的方法”

• 发表时间: 2014
• 作者: 西村勇姿;西田敬亮;日髙慎平;山本陽二郎;伊都将司;床波志保;飯田琢也
• 通讯作者: 飯田琢也

「非対称な時空間構造の光電磁場と熱揺らぎによるナノ粒子集団の光輸送の理論」

“具有不对称时空结构的光电磁场和热波动的纳米粒子系综的光学传输理论”

• 发表时间: 2012
• 作者: 田村守;飯田琢也
• 通讯作者: 飯田琢也

Au/Ag二元系金属ナノ粒子の作製と暗視野顕微鏡観察

Au/Ag二元金属纳米颗粒的制备及暗视野显微镜观察

• 发表时间: 2012
• 作者: 濱田大地;床波志保;中尾秀信;川島慶介;戸嶋直樹
• 通讯作者: 戸嶋直樹

Optical Property of Densely Fixed Metallic Nanoparticles on a Microbead

微珠上密集固定的金属纳米粒子的光学特性

• 发表时间: 2013
• 作者: K. Nishida;S. Hidaka;T. Iida;Y. Yamamoto;H. Nakao;S. Tokonami
• 通讯作者: S. Tokonami