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

基本信息

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

项目摘要

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. 半导体激发“关闭”表面增强拉曼散射光谱在水中选择性铬（VI）测量的应用吉提出了一种新的半导体激发“关闭”SERS策略。胶体TiO2NPs不仅被用作引发ARS（茜素红S）分子的SERS信号的有效底物，而且还被用作诱导Cr(VI)和ARS之间反应的催化中心。基于“关闭”SERS 信号，可以开发一种简单的分析方法来测量 Cr(VI)。研究发现 ARS-TiO2 络合物对于 Cr (VI) 的测定具有高灵敏度和高选择性。这里提出的方法也可用于测量水溶液中的 Cr(VI)，以准确评估污染物浓度。这项研究可以说是基于化学机制的半导体增强拉曼光谱的首次实际应用。该方法专门针对 Cr(VI)，适用于测量 0.6 至 140 微米的 Cr(VI) 浓度。除 Cr 之外的其他金属离子可以使用不同的半导体激发系统进行研究。 2. 通过半导体增强拉曼散射测定水溶液中氟化物的可再生SERS传感器氟化物是与牙齿和骨骼生长相关的必需微量营养素之一；如果含量超过所需量，就会产生毒性。因此，开发一种简单、廉价、高灵敏度、高选择性、能够准确测量环境中氟化物浓度的氟化物传感器非常重要。通过良好的设计，胶体TiO2NPs表面的Ti-OH基团可以被Ti-F取代。结果，可以减少用于吸附探针分子的活性位点的数量。因此，可以说SERS强度随着氟化物浓度的增加而降低，可以作为氟化物测量的指示剂。此外，胶体TiO2NPs有可能被回收利用，并且这方面的研究也取得了进展。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shafeer Kalathil;Akihiro Okamoto;Kazuhito Hashimoto;Wei JI
通讯作者：
Wei JI

尾崎研究室ホームページ

尾崎实验室主页

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
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

Semiconductor materials in analytical applications of surface-enhanced Raman scattering

DOI：
10.1002/jrs.4854
发表时间：
2016-01-01
期刊：
JOURNAL OF RAMAN SPECTROSCOPY
影响因子：
2.5
作者：
Ji, Wei;Zhao, Bing;Ozaki, Yukihiro
通讯作者：
Ozaki, Yukihiro

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发表时间：
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通讯作者：
尾崎幸洋