化学メカニズムに基づく新しいＳＥＲＳセンシングプラットフォームの開発

基于化学机制的新型SERS传感平台的开发

• 批准号: 13F03332
• 负责人: 尾崎 幸洋
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03332/
• 关键词: ラマン散乱; 表面増強ラマン散乱; 酸化チタン; 化学メカニズム; 半導体; センシング; クロム; ナノ粒子

1. 半導体励起による“Turn-off”表面増強ラマン散乱分光法；水中の選択的クロム（VI）測定への応用Jiは、新しい半導体励起による“Turn-off”SERS戦略を提案した。コロイドTiO2NPsはARS（alizarin red S）分子のSERS信号を引き出す効果的な基板としてだけでなく、Cr（VI）とARSとの反応を誘発する触媒中心としても用いられている。“Turn-off”SERS信号に基づいて、Cr (VI)を測定するための簡単な分析法を開発することができる。ARS-TiO2複合体は、Cr (VI)の定量に対し、高感度と高い選択力を発揮することが分かった。ここで提案している方法は、汚染物質濃度を正確に評価する場合の水溶液中のCr (VI)測定にも用いることができる。この研究は、化学メカニズムに基づいた半導体増強ラマン分光法の初めての実践的な応用例であると言える。この方法はCr (VI)に特化した方法であり、Cr (VI)の濃度の0.6から140マイクロメートルまでを測定するのに適している。Cr 以外の他の金属イオンは異なった半導体励起のシステムを用いることにより調べることが出来る。2. 半導体増強ラマン散乱法による水溶液中のフッ化物測定法のための再生可能SERS センサーフッ化物は歯と骨の成長に関連した、欠かすことのできない微量栄養素の1つだが、濃度が生物学的必要量を上回ると有毒となる。したがって環境中にあるフッ化物濃度を正確に測定できる、簡単で、安価で、高感度、高選択性のフッ化物センサーを開発することは、非常に重要である。うまく設計すると、コロイドTiO2NPsの表面上のTi-OHグループは、Ti-Fと置き換えることができる。その結果、プローブ分子の吸着のための活性部位の数を減らすことができる。よってSERSの強度はフッ化物の濃度が増えると減少し、フッ化物測定のための、指標として使うことができると言える。さらにコロイドTiO2NPsはリサイクルできる可能性もあり、それに関する研究も進めた。

1. Semiconductor excitation "Turn-off" surface enhancement spectroscopy; selective spectroscopy in water (VI) determination of the use of Ji, a new semiconductor excitation "Turn-off" SERS strategy proposed The SERS signal of the TiO2NPs (alizarin red S) molecule is induced from the substrate, Cr (VI) and ARS, and the SERS signal is induced from the catalyst center. "Turn-off" SERS signal base, Cr (VI) determination, and simple analytical method development. ARS-TiO2 complex is characterized by high sensitivity, high selectivity and high selectivity. The proposed method is applicable to the determination of Cr (VI) in aqueous solutions where the concentration of contaminants is accurately evaluated. This research is based on the theory of semiconductor enhancement and the application of spectroscopy. This method is suitable for the determination of Cr (VI) concentration from 0.6 to 140 mg/kg. Other metals other than Cr are used in semiconductor excitation. 2. Determination of trace nutrients in aqueous solutions by semiconductor enhancement and dispersion methods and their possible regeneration SERS analysis of trace nutrients in aqueous solutions are related to bone growth and are toxic in concentrations that are biologically necessary. It is very important to determine accurately the concentration of these compounds in the environment with simplicity, safety, high sensitivity and selectivity. Ti-OH on the surface of TiO2NPs, Ti-F on the surface of TiO2NPs As a result, the number of active sites in the adsorption of a molecule decreases. The intensity of SERS increases, the concentration of SERS decreases, and the index of SERS determination decreases. TiO2NPs are available for research.

项目成果

研究分野、 表面増強ラマン散乱 (SERS)／チップ増強ラマン散乱 (TERS)

研究领域：表面增强拉曼散射（SERS）/尖端增强拉曼散射（TERS）

Semiconductor-enhanced Raman Spectroscopy for Highly Sensitive Metal Ions Detection

用于高灵敏度金属离子检测的半导体增强拉曼光谱

• 发表时间: 2014
• 作者: Wei Ji;Yue Wang;Ichiro Tanabe;Bing Zhao;Yukihiro Ozaki
• 通讯作者: Yukihiro Ozaki

Semiconductor-enhanced Raman Scattering for monitoring the small inorganic molecule and ion

用于监测小无机分子和离子的半导体增强拉曼散射

• 发表时间: 2015
• 作者: Shafeer Kalathil;Akihiro Okamoto;Kazuhito Hashimoto;Wei JI
• 通讯作者: Wei JI

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Semiconductor-Enhanced Raman Scattering for Detection of Small Inorganic Molecules and Ions

用于检测小无机分子和离子的半导体增强拉曼散射

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Hayami;M. Nakaya;H. Ohmagari;S. A. Amolegbe;M. Nakamura;R. Ohtani;R. Yamaguchi;T. Kuroda-Sowa;J. K. Clegg;Yukihiro Ozaki
• 通讯作者: Yukihiro Ozaki