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研究概要

細胞内では、様々な分子がそれぞれ固有の機能を担いながら、時々刻々と変化する動的な状態で相互作用しており、このような分子レベルのダイナミクスが細胞機能の制御に重要な役割を果たしています。しかし、生細胞内で生じる分子レベルの動的過程が細胞機能に与える影響については依然として多くの謎が残されています。これらを理解するためには、生細胞内の任意の位置において分子レベルで細胞機能を操作可能な新たな計測・制御技術が求められています。本研究では、プラズモニックナノワイヤー単一細胞内視鏡技術を基盤として、単一細胞機能を分子レベルで操作可能な新たなナノ光学プラットフォームの構築に取り組みます。特に、プラズモニックナノ粒子を含む光応答性のナノ材料と様々な光機能性分子を融合することで、ナノメートルスケールの領域での精密な光化学反応制御を実現し、標的とする単一細胞内への生体関連分子の導入や細胞内分子の検出、抽出可能な光技術の開発を目指します。

研究分野

化学，材料科学，総合理工

キーワード

プラズモニクス、光化学、ナノフォトニクス、ナノワイヤー、単一細胞操作

研究テーマ

1. 細胞機能操作を実現するナノ光学技術の開発
2. 非線形光学現象に基づく光化学反応の精密制御
3. 細胞内環境へ応用可能な新規光機能性分子の開発

主要論文

1. Yoshimura, M., Sasayama, R., Kajiwara, T., Mori, C., Nakasone, Y., Inose, T.: “Remote Silyl Groups Enhance Hydrolytic Stability and Photocleavage Efficiency in Carbamates for Protein Release “, Angew. Chem. Int. Ed., e202502376 (2025).
2. Inose, T., Toyouchi, S., Hara, S., Sugioka, S., Walke, P., Oyabu, R., Fortuni, B., Peeters, W., Usami, Y., Hirai, K., De Feyter, S., Uji-i, H., Fujita, Y., Tanaka, H.: “Visualizing Ribbon-to-Ribbon Heterogeneity of Chemically Unzipped Wide Graphene Nanoribbons by Silver Nanowire-Based Tip-Enhanced Raman Scattering Microscopy”, Small, 2301841 (2023).
3. Fortuni, B., Ricci, M., Vitale, R., Inose, T., Zhang, Q., Hutchison, J., Hirai, K., Fujita, Y., Toyouchi, S., Krzyzowska, S., Van Zundert, I., Rocha, S., Uji-i, H.: "SERS Endoscopy for Monitoring Intracellular Drug Dynamics", ACS Sensors, 8, 2340-2347 (2023).
4. Zhang, Q., Inose, T., Ricci, M., Li, J., Tian, Y., Wen, H., Toyouchi, S., Fron, E., Thi Ngoc Dao, A., Kasai, H., Rocha, S., Hirai, K., Fortuni, B., Uji-I, H.: “Gold-Photodeposited Silver Nanowire Endoscopy for Cytosolic and Nuclear pH Sensing”, ACS Appl. Nano Mater., 4, 9886–9894 (2021).
5. Inose, T., Toyouchi, S., Lu, G., Umemoto, K., Tezuka, Y., Lyu, B., Masuhara, A., Fron, E., Fujita, Y., Hirai, K., Uji-I, H.: “Water-Mediated Polyol Synthesis of Pencil-like Sharp Silver Nanowires Suitable for Nonlinear Plasmonics”, Chem. Commun., 55, 11630-11633 (2019).

主要メンバー