2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development for early detection of apoptosis by high sensitive miniature magnetic resonance force measurement system
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26706023
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
戸田 雅也 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40509890)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 磁気共鳴 / 磁気プローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
迅速な細胞診断をフローサイトメトリの観点で実現するデバイスの開発を目指し，細胞内の活性酸素濃度を計測することを目的としたマイクロ流路デバイスの開発を進めた。シリコン材料をベースとしつつ、ダイヤモンドを用いた磁気共鳴計測のための高感度カンチレバープローブの設計と作製、また計測細胞を流すためのマイクロ流路チャンバの設計と作製を行い，これらを組み合わせた高機能3次元デバイスによる早期アポトーシスの検出技術の開発を進めた。
ダイヤモンド薄膜に存在する窒素欠陥(NV)は、磁気共鳴計測に用いられ、NVを有するダイヤモンドの走査プローブは、生きた細胞内の健康状態をモニタすることに繋がる活性酸素濃度を高感度に計測できる有力なツールになると考えられる。そこで、ダイヤモンドを用いた走査型のNVを有する走査プローブの作製を実施、検証した。ダイヤモンドは、大面積で成膜することが困難な上、加工することが難しいという課題がある。そこで、ダイヤモンド成長のための核付けを部分的に施すことにより、エッチングを省いた加工プロセスを提案し、ダイヤモンド薄膜をプラズマ化学気相成長法によって、シリコン表面の部分的に成長させることで選択的に成膜させることに成功した。NVは結晶の欠陥であり、ダイヤモンド成膜中に窒素ガスを成長チャンバに導入することによる含有量を制御した。ダイヤモンド薄膜中のNVセンターが実際に含まれているかどうかは、蛍光計測によって確認することができた。ダイヤモンド先端に有するシリコンプローブを形成するために、XeF2ガスによるシリコンの等方性エッチングプロセスを用いたが、この際、NVセンターが不活性になることがわかった。この際、加熱によるアニールプロセスによって、NVセンターが再活性化されることを確認した。このNVセンターを有する薄膜ダイヤモンドプローブは、磁気共鳴顕微鏡の走査プローブとして利用できる。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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