理学部化学科

研究室紹介 ナノ計測化学研究室

教員石川 満(教授) 理学博士
略歴1979年 東北大学理学部化学科 卒業
1984年 東北大学大学院理学研究科化学専攻博士課程 修了(理学博士)
1984年 浜松ホトニクス株式会社 入社
2002年 独立行政法人 産業技術総合研究所 入所
2012年 城西大学理学部化学科教授
2020年 城西大学理学部化学科客員教授
担当科目(学部) 物質の変化(通年)、化学ゼミナール・コロキウム(通年)、卒業研究(通年)、基礎化学実験(前期)、生活と化学物質(前期);(大学院)光ナノ科学特論(後期)、物質科学特別演習Ⅰ,Ⅱ、サイエンスビジネスセミナー
専門分野単一分子・ナノ粒子の光科学とその応用
所属学会日本化学会
光化学協会
日本分光学会
応用物理学会
日本生物物理学会
ACS (American Chemical Society)
受賞・表彰歴2011年Certificate of Appreciation, ACS(American Chemical Society) Publications
2010年Most Cited Certificate 2010, Analytical & Bioanalytical Chemistry, Springer, 2010.
2009年第16回源内賞大賞(エレキテル尾崎財団)
2003年The Award for Innovative Analytical Research, FACSS 2003
(Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopies)
2002年産総研四国センターシンポジウムポスター賞、銅賞
2001年光化学協会賞
1995年応用物理学会賞 学会賞A(論文賞)
院生0名
4年生4名
居室323(石川)、302(学生、実験室)
メールアドレスishikawa_address

研究内容

 望遠鏡を使って晴天の夜空を眺めると光る星が見えます。私たちは望遠鏡の代わりに顕微鏡を使って(図1)分子が発する蛍光を観測します。夜空に見える星と同じように背景を暗くすると、1個の分子が輝点として見えます(図2)。分子を1個ずつ調べると、従来の多数分子(アボガドロ数を想像しましょう)の一括測定では全く見えなかった分子の個性が見えてきます。例えば分子が存在する周囲環境(媒質)の不均一性を直接評価することも可能になるので、物質の本性をより詳しく深く理解できるようになります。同種の分子でも環境が違うと光る様子にその特徴が現れるのです。
 蛍光単一分子イメージングの研究では、2017年度に高分子のガラス転移温度近傍における高分子構造の特異的な時間変化を捉えることに成功しました。この結果の重要性を反映させて、2018年度での継続を経て、2019年度からこのテーマに重点を置いています。 

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昨年度の卒業研究題目

卒業研究生3名
  • ポリメタクリル酸イソブチルのガラス転移温度近傍における動的挙動の解析
  • ポリメタクリル酸エチルのガラス転移温度近傍における動的挙動の分子量依存性の探索
  • ポリ酢酸ビニルのガラス転移温度近傍における動的挙動の分子量依存性の探索

卒業生の進路
  • 企業2名(製造業 1名、金融業1名)中学校教員1名

最近の誌上発表

  1. 光と生命の事典、日本光生物学協会、光と生命の事典編集委員会編、朝倉書店2016年
    石川 満“高分解能光学顕微鏡”pp384-385.
  2. 光化学の事典、光化学協会、光化学の事典編集委員会(編)、朝倉書店2014年
    石川 満“単一分子蛍光測定・単一分子蛍光分光”pp388-389.
  3. “Fundamental studies on enhancement and blinking mechanism of surface-enhanced Raman scattering (SERS) and basic applications of SERS biological sensing”
    Yuko S. Yamamoto, Mitsuru Ishikawa, Yukihiro Ozaki, Tamitake Itoh
    Front. Phys. 9, 31 (2014)
  4. “SERS microscopic imaging as novel tool for assessing viability and enumerating yeast cells at various stages of cell cycle in lag, log, exponential and stationary phases of growth in culture” Manikantan Syamala Kiran, Tamitake Itoh, Hiroko Abe, Yasuko Fujita, Kazuya Tomimoto, Vasudevanpillai Biju, Sajani Kavitha, Arumugham Ganamani, Mitsuru Ishikawa
    J. Exp. Nanosci. 8, 1-12 (2013).
  5. “Effects of Interactions with Cyclic Solvent Molecules on Optical Dephasing of CdSe/ZnS Colloidal Quantum Dots Detected by Femtosecond Four-Wave Mixing Spectroscopy”
    Yusuke Hirosawa, Hiroyoshi Kouzai, Naoya Yamazaki, Hayato Miyagawa, Noriaki Tsurumachi, Shun Koshiba, Shunsuke Nakanishi, Vasudevan Pillai Biju, Mitsuru Ishikawa
    Jpn. J. Appl. Phys. 52, 070202 (2013).
  6. CSJ Current Review「ここまで進んだバイオセンシング・イメージング-1分子から細胞,脳まで」Part I,4章,論文にみる最重要概念と革新実験データ、日本化学会(編)、化学同人、2012年
    石川 満 “Non-blinking semiconductor nanocrystals” pp20-23
  7. "FRET from quantum dots to selectively photodecompose undesired acceptors and sensitively report the condensation and decondensation of plasmid DNA"
    V. Biju, A. Anas, H. Akita, E. Shibu, T. Itoh, H. Harashima, M. Ishikawa
    ACS Nano 2012, 6, 3776-3788 (2012)
  8. "Inhibition assay of yeast cell walls by plasmon resonance Rayleigh scattering and surface-enhanced Raman scattering imaging"
    M., Kiran, H. Abe, Y. Fujita, K. Tomimoto, M. Ishikawa, V. Biju, Y. Ozaki, T. Itoh
    Langmuir 28, 8952-8958 (2012).
  9. "Quantitative evaluation of blinking in surface enhanced resonance Raman scattering and fluorescence by electromagnetic mechanism"
    T. Itoh, M. Iga, H. Tamaru, K. Yoshida, V. Biju, M. Ishikawa
    J. Chem. Phys. 2012,136, 024703.
  10. "Photofabrication of fullerene-shelled quantum dots supramolecular nanoparticles for solar energy harvesting"
    E. S. Shibu, A. Sonoda, Z. Tao, Q. Feng, A. Furube, S. Masuo, L. Wang, N. Tamai, M. Ishikawa, V. Biju
    ACS Nano 2012, 6, 1601-1608.
  11. How environmental solution conditions determine the compaction velocity of single DNA molecules
    K. Hirano, M. Ichikawa, T. Ishido, M. Ishikawa, Y. Baba, K. Yoshikawa
    Nucleic Acids Res., 40, 284-289 (2012).
  12. “Quantitative analysis of condensation/decondensation status of pDNA in the nuclear sub-domains by QD-FRET”
    S. M. Shaheen, H. Akita, A. Yamashita, R. Katoono, N. Yui, V. Biju, M. Ishikawa, H. Harashima
    Nucleic Acids Res., 39, e48 (2011).
  13. "Blinking suppression in CdSe/Zn single quantum dots by Ti O2 nanoparticles"
    M. Hamada, S. Nakanishi, T. Itoh, M. Ishikawa, V. Biju
    ACS Nano2010, 4, 4445-4454.

最近の学会発表ほか

 
  1. Dynamics of Pseudo Second-Order Phase Transition Behaviour in Polymer Melt Disclosed by Single Molecule Spectroscopy
    Mitsuru ISHIKAWA, Taihei TAKAHASHI, Takayuki UWADA
    日本化学会 第100春季年会 (野田), 2020年3月
  2. ガムを噛むと柔らかくなる理由、その分子論的解析
    石川 満
    次世代バイオ・ナノ研究会、産業技術総合研究所臨界副都心センター(東京), 2020年2月
  3. Pseudo Second-Order Phase transition Behaviour in Polymer MELT DISCLOSED By Single Molecule spectroscopy
    Mitsuru ISHIKAWA
    International Symposium on Environmental-Life Science and Nanoscales Technology 2019 (ISENT2019), Yangon, Myanmar, Dec 2019 Plenary Lecture 
  4. Collective polymer motion near the glass-transition temperature 
    disclosed by single-molecule fluorescence spectroscopy beside thermal analysis
    Mitsuru ISHIKAWA, Taihei TAKAHASHI, Yu-ichiro Hayashi, Takayuki UWADA
    光化学討論会 (名古屋), 2019年9月
  5. タンパク質結晶細孔を反応場とした金ナノ構造体形成
    宇和田 貴之, 河野 航平, 石川 満
    2019年光化学討論会 (名古屋) 2019年9月
  6. Disclosing collective motion of a polymer above glass transition temperature by single molecule spectroscopy
    Mitsuru ISHIKAWA, Taihei TAKAHASHI, Yu-ichiro HAYASHI, Takayuki UWADA
    日本化学会 第99春季年会 (神戸), 2019年3月
  7. Disclosure of collective motion in polymer above glass transition temperature by single molecule spectroscopy
    Mitsuru ISHIKAWA, Taihei TAKAHASHI, Yu-ichiro HAYASHI, Takayuki UWADA
    International Conference on Recent Innovations in Nanoscience & Technology 2018 (ICRINT 2018), Yangon, Myanmar, Dec 2018
  8. 多孔質材料としてのタンパク質結晶の吸収・蛍光・顕微分光
    宇和田 貴之, 河野 航平, 石川 満
    2018年光化学討論会(西宮)2018年9月
  9. 蛍光単一プロ―ブを用いた高分子薄膜のガラス転移温度近傍における動的挙動の観測
    石川 満,高橋 泰平,宇和田 貴之
    2018年光化学討論会(西宮)2018年9月
  10. Fluorescence Image Analysis of Single Molecules at Polymer/Substrate Interfaces
  11. M. Ishikawa, T.Takahashi, Y. Hayashi, T. Uwada
    日本化学会 第98春季年会 (船橋), 2018年3月
  12. タンパク質結晶への分子の浸透拡散過程の蛍光分光イメージング
    宇和田 貴之, 高橋 郁也, 石川 満
    日本化学会 第98春季年会 (船橋), 2018年3月
  13. 室温合成CdSe量子ドットの発光の反応溶媒および停止溶媒依存性
    石川 満, 長島 史典, 保泉 光秀,新谷 凌平,宇和田 貴之
    2017年光化学討論会(仙台)2017年9月
  14. 共有結合を用いた透明基板表面への蛍光単一分子の固定法とその評価
    高橋 泰平, 林 雄一郎, 宇和田 貴之, 石川 満
    2017年光化学討論会(仙台)2017年9月
  15. ナノ多孔質材料・ナノ反応場としてのタンパク質結晶の光学顕微鏡観察
    宇和田 貴之, 鈴木 千加, 高橋 郁也, 石川 満
    2017年光化学討論会(仙台)2017年9月
  16. 高分子マトリックス中の単一ペリレンナノ粒子の発光分光
    宇和田 貴之, 佐藤美波, 石川満
    日本化学会 第97春季年会 (神奈川), 2017年3月
  17. Formation of photoluminescent Au cluster encapsulated in protein assisted by UV light irradiation
    T. Uwada, Y. Takenaka, K. Yoshida, and M. Ishikawa
    日本化学会 第96春季年会 (京都), 2016年3月
  18. Polymorphism of perylene nanocrystals in polymer matrices studied by single particle spectroscopy
    T. Uwada, M. Sato, M.Ishikawa
    2016年光化学討論会(東京)2016年9月
  19. 共有結合を用いたガラス表面への蛍光単一分子固定法の再検討
    高橋 泰平、石川 満、宇和田 貴之
    2016年光化学討論会(東京)2016年9月
  20. 室温合成CdSeコア量子ドットの白色発光に対する溶媒効果;ジクロロメタンの特異性
    長島 史典、宇和田 貴之、石川 満
    2016年光化学討論会(東京)2016年9月
  21. Unconventional white-light emission of CdSe core quantum dots synthesized at room temperature
    Fuminori Nagashima, Kazuki Kondoh, Takayuki Uwada, Mitsuru Ishikawa
    2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015), MTLS1684, Honolulu (2015/12/15-20
  22. 室温合成CdSeコア量子ドットの発光に及ぼす溶媒効果
    長島 史典,宇和田 貴之,石川 満
    2015年光化学討論会,2P033,大阪市立大学杉本キャンパス(2015/9/9-9/11)
  23. タンパク質包接金量子ドットの発光収率向上条件の探索
    宇和田 貴之,竹中 義貴,石川 満
    2015年光化学討論会,2P021,大阪市立大学杉本キャンパス(2015/9/9-9/11)
  24. 紫外線照射によるタンパク質包接金量子ドット調製の迅速化
    竹中 義貴,橋本 章汰,宇和田 貴之,石川 満
    2015年光化学討論会,2P019,大阪市立大学杉本キャンパス(2015/9/9-9/11)
  25. 紫外線照射によるタンパク質包接金量子ドット調製の迅速化の試み
    竹中 義貴, 橋本 章汰, 宇和田 貴之, 石川 満
    日本化学会 第95回春季年会(日本大学・理工学部・船橋キャンパス/薬学部),2015年3月,講演要旨集3PA-043
  26. タンパク質包接金量子ドットのタンパク質構造と発光量子収率の関係
    菊池 壽洋,小林 早織,山崎 未怜,宇和田 貴之,石川 満
    日本化学会 第95回春季年会(日本大学・理工学部・船橋キャンパス/薬学部),2015年3月,講演要旨集3PA-043
  27. コロイド量子ドットの調製と蛍光特性評価
    石川 満
    技術情報協会セミナー「コロイド量子ドットの調製・特性と応用技術」、新技術協会(2014/12/4)
  28. タンパク質包接発光性金量子ドットの迅速な調製および結晶作成の検討
    宇和田 貴之、竹中 義貴、菊池 壽洋、石川 満
    2014年光化学討論会,3P058,北海道大学札幌キャンパス(2014/10/11-10/13)
  29. 室温合成CdSe量子ドットの異常な白色蛍光特性の評価
    石川 満、松崎 慧、鈴木 宏明、宇和田 貴之
    2014年光化学討論会,3P058,北海道大学札幌キャンパス(2014/10/11-10/13)
  30. Distinctive bioimaging with luminescent quantum dots and plasmonic nanoparticles
    M. Ishikawa 招待講演
    7th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2013), 30 June -5 July 2013, Suntec, Singapore.
  31. Evaluation of plasmonic enhancement and fluctuation in surface-enhanced Raman scattering and surface-enhanced fluorescence
    T. Itoh, Y. S. Yamamoto, M. Iga, H. Tamaru, Biju Vasudevan Pillai, M. Ishikawa, Y. Ozaki
    7th International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS 7), 25-30 August 2013, Kobe Convention Center, Kobe Japan
  32. 発光性金量子ドットの作製とナノ光物性の評価
    宇和田 貴之、渡部 建佑、石川 満
    2013年光化学討論会、愛媛大学城北地区(2013/9/11-9/13)
  33. Luminescent Quantum Dots and Plasmonic Metal Particles, Versatile Tools for Bioimaging
    Itoh, T., Biju, V., Ishikawa, M.
    The 7th Asian Photochemistry Conference 2012 (APC2012), 12-15 November 2012, Osaka University, Suita, Japan. 招待講演
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