二国間交流事業「溶液フロー型プラズモンナノキャビティーからのレーザー発信とバイオセンサー応用」
キーワード：半導体量子ドット、プラズモン、マイクロ流路、バイオセンサー
2015.04～2017.03.

科研費基盤A 「複雑系３次元ナノメタマテリアルの創成]
キーワード：金属微粒子、自己組織化、プラズモニクス、メタマテリアル
2014.04～2018.03.

JSPS二国間交流事業（シンガポールとの共同研究）「溶液フロー型プラズモンナノキャビティーからのレーザー発信とバイオセンサー応用」
2015.04～2017.03, 代表者：日本側：玉田薫/シンガポール側：Chan Yin Thai, 九州大学先導物質化学研究所/シンガポール国立大学理学部, 九州大学（日本）
シンガポール国立大学（シンガポール）
日本学術振興会の二国間交流事業（日本―シンガポール）の２年間の共同研究事業。本プロジェクトでは、(1)プラズモニクスおよびナノフォトニクス、(2)半導体量子ドット（QDs）、(3)マイクロ流路、および(4)バイオセンシング等を専門とするシンガポールおよび日本の若手研究者が集結し「マイクロ流型QDs-プラズモンナノ共振器」を実現する。これらは、表面プラズモンにより増強されたQDs からの発光をマイクロ流路共振器内に効率よく閉じ込めることで、液相QDs からの増強自然放出（ASE）あるいはレーザー発振、そしてその応用出口として超高感度・極微量(ピコリットル)バイオセンサー開発を目指すものである。共同研究遂行に際し、シンガポール側は、独自のQDs 発光微粒子の提供とマイクロ流路の作製、流路内での局所時間分解分光測定を主に担当する。日本側は、表面プラズモン（局在および伝搬）ならびに金属-絶縁体-金属(MIM)構造形成による発光増強素子のデザイン・作製を担当する。最終的なバイオセンサー特性については、両国でさまざまな実施例を集める計画である。.

科研費基盤A 「複雑系３次元ナノメタマテリアルの創成」
2014.04～2018.03, 代表者：玉田　薫, 九州大学　先導物質化学研究所.

最先端・次世代研究開発支援プログラム
2011.02～2014.03, 代表者：玉田　薫, 九州大学先導物質化学研究所, 九州大学先導物質化学研究所（日本）
１．研究の背景
近年局在表面プラズモン共鳴とよばれる物理現象（金属微粒子が特定の波長の光をナノの領域に閉じ込める性質）の高感度計測への応用が世界中で検討されているが、ナノ微粒子を規則的に並べ活用する技術がなく、これまで大きな進展が得られていなかった。
２．研究の目標
多次元および複雑系構造の金属ナノ微粒子結晶シートを作製し、これを蛍光観察基板とすることで、特別な光学系を組むことなく、市販の蛍光顕微鏡で蛍光色素の発光強度の数倍〜数10倍の増強を実現する。
３．研究の特色
金属ナノ微粒子を自己組織化（自発的な秩序構造形成）により巨大二次元結晶シートとする技術は我々独自のものである。本研究ではこれをさらに発展させ、より強い光学効果を示す多次元および複雑系微粒子集合体を完成させる。
４．将来的に期待される効果や応用分野
高感度検出が必要とされる腫瘍マーカー（癌の存在を示す体内の特定物質）、特に陽性陰性を分ける基準値の低い腫瘍マーカーの検出へ応用することで、癌の早期発見などに貢献する。ナノの空間分解能を持つ特徴を活かし、最先端のナノバイオ計測法であるリアルタイム１分子蛍光イメージング法へ応用することで、基礎生物学や医学の発展に資する。 .

主要著書

1.	玉田薫, 先端プラズモン計測と界面反応、Current Review 04：新しい局面を迎えた界面の分子科学, 化学同人, 2011.01.
2.	玉田薫, プラズモンセンサーの現状、新材料・新素材シリーズ：フォトニックナノ構造の最近の進展, シーエムシー出版, 2011.01.
3.	玉田薫, 表面プラズモン共鳴法、第３版現代界面コロイド化学の基礎, 日本化学会編（丸善株式会社）, 2009.07.
4.	玉田薫, 超分子の新しい展開とナノマテリアル(SAMバイオデバイス,超分子サイエンス＆テクノロジー〜基礎からイノベーションまで〜, エヌテイーエス, 2009.07.
5.	玉田薫, SPRイメージング,ナノバイオ計測の実際, 講談社サイエンティフィック, 2007.07.

主要原著論文

1.	Eiji Usukura, Yuhki Yanase, Ayumi Ishijima, Thasaneeya Kuboki, Satoru Kidoaki, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, LSPR-mediated high axial-resolution fluorescence imaging on a silver nanoparticle sheet, PLoS One, 10.1371/journal.pone.0189708, 12, 12, 2017.12, [URL], This paper reports our original technique for visualizing cell-attached nanointerfaces with extremely high axial resolution using homogeneously excited localized surface plasmon resonance (LSPR) on self-assembled silver nanoparticle sheets. The LSPR sheet can confine and enhance the fluorescence at the nanointerface, which provides high signal-to-noise ratio images of focal adhesion at the cell-attached interface. The advantage of this LSPR-assisted technique is its usability, which provides comparable or higher-quality nanointerfacial images than TIRF microscopy, even under epifluorescence microscopy. We also report the cytotoxicity of silver nanoparticles, as determined via morphological analysis of adherent cells on the sheet..
2.	S. Masuda, Y. Yanase, E. Usukura, S. Ryuzaki, K. Okamoto, KUBOKI THASANEEYA, S. Kidoaki, Kaoru Tamada, High-resolution imaging of a cell- attached nanointerface using a gold-nanoparticle two-dimensional sheet, Sci. Rep., 7, 3720, 1-10, 2017.07, This paper proposes a simple, effective, non-scanning method for the visualization of a cell-attached nanointerface. The method uses localized surface plasmon resonance (LSPR) excited homogeneously on a two-dimensional (2D) self-assembled gold-nanoparticle sheet. The LSPR of the gold-nanoparticle sheet provides high-contrast interfacial images due to the confined light within a region a few tens of nanometers from the particles and the enhancement of fluorescence. Test experiments on rat basophilic leukemia (RBL-2H3) cells with fluorescence-labeled actin filaments revealed high axial and lateral resolution even under a regular epifluorescence microscope, which produced higher quality images than those captured under a total internal reflection fluorescence (TIRF) microscope. This non-scanning-type, high-resolution imaging method will be an effective tool for monitoring interfacial phenomena that exhibit relatively rapid reaction kinetics in various cellular and molecular dynamics..
3.	Z-Y. Juang, C-C Tseng, Y. Shi, W-P Hsieh, Sou Ryuzaki, N. Saito, C.-E Hsiung, Y. Hernandez, Y. Han, Kaoru Tamada, L-J L, Graphene-Au nanoparticle based vertical heterostructures: A novel route towards high-ZT Thermoelectric devices, Nano Energy, 38, 385-391, 2017.04.
4.	K. Okamoto, D. Tanaka, R. Degawa, X. Li, PANGPANG WANG, Sou Ryuzaki, Kaoru Tamada, Electromagnetically induced transparency of a plasmonic metamaterial light absorber based on multilayered metallic nanoparticle sheets, Sci. Rep. , 6, 36165, 2016.09.
5.	Ryo degawa, Pangpang Wang, Daisuke Tanaka, S. Park, N.Sakai, T. Tatsuma, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, Colorimetric detection of an airborne remote photocatalytic reaction using a stratified Ag nanoparticle Sheet, Langmuir, 32, 8154-8162, 2016.04.
6.	Pangpang Wang, Daisuke Tanaka, Shohei Araki, K. Okamoto, Kaoru Tamada, Silver nanoparticles with tunable work functions, Applied Physics Letters, 107, 151601-1-151601-5, 2015.10.
7.	Daisuke Tanaka, Keisuke Imazu, Jinwoo Sung, Cheolmin Park, K. Okamoto, Kaoru Tamada, Characteristics of localized surface plasmons　excited on mixed monolayers composed of　self-assembled Ag and Au nanoparticles, Nanoscale, DOI: 10.1039/c5nr03601a, 7, 15310-15320, 2015.06.
8.	Shuhei Shinohara, Daisuke Tanaka, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, Colorimetric plasmon sensors with multilayered metallic nanoparticle sheets, Phys. Chem. Chem. Phys., 17, 18606-18612, 2015.07.
9.	PANGPANG WANG, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, Tuning the work functions of two-dimensional silver nanoparticle sheets using local oxidation nanolithography, Adv. Mater. Interfaces, 1400268, 2014.12.
10.	E. Usukura, S. Shinohara, K. Okamoto, J. Lim, K. Char, K. Tamada, Highly confined, enhanced surface fluorescence imaging with two-dimensional silver nanoparticle sheets, Applied Physics Letters, 104, 121906, 2014.03.
11.	Koichi Okamoto, Brian Lin, Keisuke Imazu, Akihito Yoshida, Koji Toma, Mana Toma, Kaoru Tamada, Tuning colors of silver nanoparticle sheets by multilayered crystalline structures on metal substrates, Plasmonics, 8, 581, 2013.04.
12.	Akihito Yoshida, Keisuke Imazu, Xinheng Li, Koichi Okamoto, Kaoru Tamada, Spectroscopic Properties of Multilayered Gold Nanoparticles 2D Sheets, Langmuir, 28, 17153, 2012.11.
13.	Kim HW, Jung J, Han MN, Lim S, Tamada K, Hara M, Kawai M, Kim Y, Kuk Y , One-Dimensional Molecular Zippers , J. Am. Chem. Soc., 10.1021/ja2031486, 133, 24, 9236-9238, 2011.04.
14.	Mana Toma, Koji Toma, Kanae Michioka, Yasuhiro Ikezoe, Daiki Obara, Koichi Okamoto and Kaoru Tamada, Collective plasmon modes excited on a silver nanoparticle 2D crystalline sheet, Phys. Chem. Chem. Phys., 10.1039/c0cp02953j, 13, 7459-7466, 2011.02.
15.	Kim HW, Han, M, Shin HJ, Lim S , Oh Y, Tamada K , Hara M , Kim Y, Kawai M, Kuk Y, Control of Molecular Rotors by Selection of Anchoring Sites , Phys. Rev. Lett., 10.1103/PhysRevLett.106.146101, 106, 14, 146101, 2011.01.
16.	Satoshi Katano, Koji Toma, Mana Toma, Kaoru Tamada and Yoichi Uehara, Nanoscale coupling of photons to vibrational excitation of Ag nanoparticle 2D array studied by scanning tunneling microscope light emission spectroscopy, Phys. Chem. Chem. Phys., 10.1039/c0cp01005g, 12, 44, 14749-14753, 2010.08.
17.	T. Nagahiro, K. Ishibashi, Y. Kimura, M. Niwano, T. Hayashi, Y. Ikezoe, M. Hara, T. Tatsuma, K. Tamada, Ag nanoparticle sheet as a marker of lateral remote photocatalytic reaction, Nanoscale, 10.1039/b9nr00240e, 2, 107-113, 2009.11.
18.	T. Nagahiro, H. Akiyama, M. Hara, K. Tamada, Photoisomerization of azobenzene containing self-assembled monolayers investigated by Kelvin probe work function measurements, J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 172, 1-3, 128-133, 2009.07.
19.	C.-D. Keum, N. Ishii, K. Michioka, K. Tamada, M. Hara, M. Furusawa, H. Fukushima, A Gram Scale Synthesis of Monodispersed Silver Nanoparticles Capped by Carboxylate and Their Ligand Exchange, J. Nonlinear Optical Physics & Materials, 17, 131-142, 2008.07.
20.	Ito M, Nakamura F, Baba A, Tamada K, Ushijima H, Lau KHA , Manna A, Knoll W, Enhancement of surface plasmon resonance signals by gold nanoparticles on high-density DNA microarrays, J. Phys. Chem. C, 111, 31, 11653-11662, 2007.07.

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

1.	玉田薫, プラズモニックナノシートの特性と蛍光増強, 化学と工業, 2014.10.

主要学会発表等

1.	玉田　薫, 金属ナノ微粒子の自己組織化とデバイス応用, 第７７回応用物理学会秋季学術講演会シンポジウム, 2016.09.
2.	Kaoru Tamada, Electromagnetically induced transparency of a plasmonic metamaterial light absorber based on multilayered metallic nanoparticle sheet, ICFPAM2016, 2016.11.
3.	玉田　薫, ナノフルイド：ナノ粒子構造体形成とその応用, 化学工学会　第81年会, 2016.03.
4.	Kaoru Tamada, Dimensional Optical Property of Self-assembled Metallic Nanoparticles, Pacifichem2015, 2015.12.
5.	Kaoru Tamada, Shihomi Masuda, Ayumi Ishijima, Eiji Usukura, Koichi Okamoto, Self-assembled Metallic Nanoparticles for Bioimaging, KJF-ICOMEP2015, 2015.09.
6.	Kaoru Tamada, Eiji Usukura, Shihomi Masuda, Koichi Okamoto, Daisuke Tanaka, Yuhki Yanase, High Contrast and High Resolution Cell Imaging by use of Metallic Nanoparticle 2D sheet, ICMAT 2015 & IUMRS-ICA 2015, 2015.07.
7.	Kaoru Tamada, 金属ナノ微粒子の多次元自己組織化とバイオ応用, ナノ学会第13回大会, 2015.05.
8.	玉田薫, 金属微粒子シートによるナノ界面の分解能蛍光イメージング, ソフトダイナミクス研究会, 2015.04.
9.	Kaoru Tamada, 臼倉 英治, Shuhei Shinohara, Daisuke Tanaka, Koichi Okamoto, Highly Confined, Enhanced Surface Fluorescence Imaging with 2D Silver Nanoparticle Sheets, 8th International conference on Energy-Materials-Nanotechnology, 2014.11.
10.	Kaoru Tamada, Self-assembled metal nanoparticle based biosensor and bioimaging, ISSS-7国際会議, 2014.11.
11.	Kaoru Tamada, Plasmonic Property of Multidimensional Self-assembled Metallic Nanoparticles, 第17回 微粒子と無機クラスターに関する国際シンポジウム(ISSPIC XVII), 2014.09.
12.	Kaoru Tamada, Dimensional Optical Property of Self-assembled Metallic Nanoparticles, The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014), 2014.08.
13.	玉田薫, 金属微粒子積層膜によるフルカラーコーティング, 学振136委員会「将来加工技術シンポジウムin九州」, 2014.03.
14.	Kaoru Tamada, Dimensional Optical Property of Self-assembled Metallic Nanoparticles, IUPAC 9th International Conference (NMS-IX) & FCFP-XXIII, 2013.10.
15.	Kaoru Tamada, Collective Plasmon Mode Excited on Multidimensionally Assembled Metallic Nanoparticles, KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics 2011(KJF-ICOMEP2011) , 2011.09.
16.	Kaoru Tamada, NanoBio Imaging on Ag nanoparticle 2D crystalline sheet, The 1st International NanoBio Imaging Workshop, 2011.06.
17.	K. Tamada, K. Imazu, B.C.Y. Lin, D. Obara, A. Yoshida, and K. Okamoto , Collective Plasmon Resonance in 2D Crystalline Film Composed of Metallic Nanoparticles, Japan-Taiwan Joint Workshop on Bioelectronics , 2011.01.
18.	玉田薫、岡本晃一, 銀微粒子二次元結晶における協同的局在プラズモン共鳴現象, 第118回微小光学研究会「最先端光材料と微小光学」, 2010.12.

特許出願・取得

所属学会名

学協会役員等への就任

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況

海外渡航状況, 海外での教育研究歴

外国人研究者等の受入れ状況