Utilization of new materials to make practical use of electrophoresis Coulter method (ECM) as medical inspection equipment

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K01394
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 花尻 達郎 東洋大学, 理工学部, 教授 (30266994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 義賢 大阪大学, ナノサイエンスデザイン教育研究センター, 特任准教授(常勤) (40408993) ; 水木 徹 東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 電気泳動法 / コールター / ECM / ゼータ電位 / イットリウム水素化物 / グラフェン

Outline of Annual Research Achievements

本研究グループでは、マイクロ流路で微粒子のゼータ電位を測定する電気泳動法とアパーチャーを用いて粒子の大きさと数を測定するコールター法の二つを組合せたECM(Electrophoretic Coulter Method)を独自に提案しており、本研究では、その実用化の為に必要な要素技術の確立を目的としているが、最終年度にあたる本年度においては、材料面、構造面からの検討に関し、昨年度から、ECM実用化の為の新素材として有望であると着目しているイットリウム水素化物について、注力し研究を行い、金属―半導体転移のメカニズムの解明やその制御の可能性について明らかにしAu.Ti,Al.Fe等の金属薄膜が、半導体的な性質を維持するためのパッシベーション膜として有効であることを示した。更に、Pt微粒子含有の窒化アルミニウム（AlN(Pt))）に着目し、これが、室温においては数十日のオーダーで脱水素化を完全に防ぎ、半導体的イットリウム水素化物を維持する効果があり、脱水素化のためのパッシベーション膜としては金属膜より遥かに有効であること、その一方で、本研究グループが２年前に見出したPtの触媒作用による低温での水素化についてこの膜でも十分な効果が得られること、また、電気絶縁性も極めて良好であることを実験的に示した。これは、ゲート絶縁膜を有する半導体的イットリウム水素化物の電子デバイスが作製可能であることを示している（時間的制約によりデバイスの試作および評価にまでは至っていないが）。また上記の金属薄膜や絶縁膜とは別に、パッシベーション膜としてグラフェンにも着目した。マイクロ流路と、水素雰囲気により特性が変化するセンサーとの融合により、状態（生か死か）（正常細胞かガン細胞か）により周囲の水素雰囲気が変化する一部の細胞に対して、その状態評価を行える新機能バイオセンターが作製できることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] ECM Mimetic Electrospun Porous Poly (L-lactic acid) (PLLA) Scaffolds as Potential Substrates for Cardiac Tissue Engineering (2020)
  • Author(s): P. Muniyandi, V. Palaninathan,S. Veeranarayanan,T.Ukai,T.Maekawa,T.Hanajiri,MS. Mohamed
  • Journal Title: POLYMERS Volume: 12 Pages: Article No. 451
  • DOI: 10.3390/polym12020451
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Poly(lactic-co-glycolic acid)/Polyethylenimine Nanocarriers for Direct Genetic Reprogramming of MicroRNA Targeting Cardiac Fibroblasts (2020)
  • Author(s): P. Muniyandi, V. Palaninathan,T.Mizuki,T.Maekawa,T.Hanajiri,MS. Mohamed
  • Journal Title: Appl. Nano Material Volume: 3 Pages: 2491-2505
  • DOI: 10.1021/acsanm.9b02586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complex switching behavior of magnetostatically coupled single-domain nanomagnets probed by micro-Hall magnetometry (2020)
  • Author(s): N. Keswani, Y. Nakajima, N. Chauhan, T.Ukai, H. Chakraborti, KD Gupta,T.Hanajiri, K.Kumar,Y.Ohno,H.Ohno
  • Journal Title: APPLIED PHYSICS LETTERS Volume: 116 Pages: No. 102401
  • DOI: 10.1063/1.5144841
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chemical mist deposition of organic for efficient front- and back-PEDOT:PSS/crystalline Si heterojunction solar cells (2019)
  • Author(s): ATMS. Islam, ME..Karim, A. Rajib, Y. Nasuno, T. Ukai, S. Kurosu, M. Tokuda, Y. Fujii, Y. Nakajima, T. Hanajiri, H. Shirai,
  • Journal Title: Applied Physics Letters Volume: 114 Pages: No. 193901
  • DOI: 10.1063/1.5096579
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 両極性伝導体YH2におけるスピン拡散長の評価 (2020)
  • Author(s): 川口 颯天、芦澤 優吾、高橋 侑太郎、山崎 郁生、Aktar Mst. Sanjida、酒井 政道、吉住 年弘、花尻 達郎、徳田 正秀、藤井 泰彦、中村 修、Thach Pham Van、粟野 博之、長谷川 繁彦
  • Organizer: 第67回応用物理学会春季学術講演会（上智大学）
• [Presentation] 溶液プロセスによる極薄TiOx層の形とPEDOT:PSS/n-Si系太陽電池の正孔ブロッキング層への応用 (2020)
  • Author(s): 那須野 勇樹、Karim Enamul、黒須 俊治、鵜飼 智文、徳田 正秀、藤井 泰彦、花尻 達郎、石川 良、上野 啓司、白井 肇
  • Organizer: 第67回応用物理学会春季学術講演会（上智大学）
• [Presentation] Gd25Fe66Co9電極を用いたY単層のホール効果測定 (2020)
  • Author(s): 芦澤 優吾、高橋 侑太郎、川口 颯天、山崎 郁生、Sanjida Aktar、酒井 政道、吉住 年弘、花尻 達郎、徳田 正秀、藤井 泰彦、Pham Van Thach、粟野 博之、長谷川 繁彦、中村 修
  • Organizer: 第67回応用物理学会春季学術講演会（上智大学）
• [Presentation] Scaling Rules for Multi-gate MOSFETs and Their Veri-fication by 3D Device Simulation (2019)
  • Author(s): J. Kaneko, Y. Tanaka, S. Yamakawa, K. Sasaki, N. Takahashi, T. Hanajiri,
  • Organizer: ICMAT 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies, (Marina Bay Sands, Singapore)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Stabiliza-tion and Control of the Ratio of YH3 to YH2 in Yttrium Hydride (2019)
  • Author(s): T. Matsudo, J. Kaneko, Y. Tachalert, T. Fujino, Y. Nakajima, M. Tokuda, Y. Fujii, O. Nakamura, M. Sakai, T. Hanajiri
  • Organizer: ICMAT 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies, (Marina Bay Sands, Singapore)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hall-bar法を用いた電子および正孔スピン流の対向注入下におけるYH2の共鳴ホール効果 (2019)
  • Author(s): 佐藤 枢、芦沢 優吾、高橋 侑太郎、川口 颯天、Aktar Mst. Sanjida、三上 亮太、秋里 宗次郎、菅沼 奈央、吉住 年弘、酒井 政道、花尻 達郎、中島 義賢、徳田 正秀、藤井 泰彦、長谷川 繁彦、中村 修、Thach Pham Van、粟野 博之
  • Organizer: 第80回応用物理学会秋季学術講演会（北海道大学）