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Development of Alternating Current Resistive Pulse Sensing Using Transport-Induced-Charge Theory

研究課題

研究課題/領域番号 19K15600
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

徐 偉倫  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (50771549)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードNanopore sensing / Nanofluidics / Electrokinetics / Electroosmosis / Joule heating / Alternating current / Electrokinetic pumping / Nanopore / Resistive pulse sensing / Biosensing
研究開始時の研究の概要

An alternating current nanofluidic pump will be developed for bionanosensing applications based on a new class of electrokinetic phenomenon that we theoretically proposed in prior research. The flow rate over an ultrathin membrane will be measured to evaluate the nanofluidic pumping efficiency.

研究成果の概要

ナノ細孔を有する薄膜を用いた粒子のセンシングが近年注目を集めている. 直流電圧を用いたものが広く使われているが, 電極での電気分解による電極の劣化やバブルの発生,溶液の pH の変化など継続的な利用を考えた場合多くの問題を抱えている. 本研究は交流電圧を用いた電気浸透流ポンプの開発及び理論の解析を進めた. ジュール加熱の効果によって, 輸送誘導電気浸透流(transport-induced-charge electroosmotic flow)の現象が向上することが示めされた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

The Covid-19 pandemic has urgently increased the demand for high accuracy and throughout medical diagnostic methods. Our results have demonstrated that it is promising to control the flow within nanopore systems by thermal management for alternating current pumping and resistive pulse sensing.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件) 学会・シンポジウム開催 (5件)

  • [国際共同研究] Imperial College London/University of Nottingham/The Alan Turing Institute(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nanjing University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Electroosmotic Flow: From Microfluidics to Nanofluidics2021

    • 著者名/発表者名
      Amer Alizadeh Wei‐Lun Hsu Moran Wang Hirofumi Daiguji
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 42 号: 7-8 ページ: 834-868

    • DOI

      10.1002/elps.202000313

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanoconfined Electrochemical Sensing of Single Silver Nanoparticles with a Wireless Nanopore Electrode2021

    • 著者名/発表者名
      Ru-Jia Yu, Su-Wen Xu, Soumyadeep Paul, Yi-Lun Ying, Ling-Fei Cui, Hirofumi Daiguji, Wei-Lun Hsu, Yi-Tao Long
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 6(2) 号: 2 ページ: 335-339

    • DOI

      10.1021/acssensors.0c02327

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Joule Heating Effects on Transport-Induced-Charge Phenomena in an Ultrathin Nanopore2020

    • 著者名/発表者名
      Zhixuan Wang, Wei-Lun Hsu, Shuntaro Tsuchiya, Soumyadeep Paul, Amer Alizadeh and Hirofumi Daiguji
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11(12) 号: 12 ページ: 104101-104112

    • DOI

      10.3390/mi11121041

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Single Bubble Dynamics in a Joule-Heated Nanopore2021

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Hsu
    • 学会等名
      The 5th SNU-UTokyo Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-Bubble Dynamics in Nanopores: Transition Between Homogeneous and Heterogeneous Nucleation2020

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Hsu
    • 学会等名
      2020 Nanopore Electrochemistry Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Diffusiophoretic Methods for Solid-State Nanopore DNA Sequencing2020

    • 著者名/発表者名
      We-Lun Hsu
    • 学会等名
      2020 IEEE-Nanomed
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anomalous DNA Translocation Behavior through an Ultrathin Nanopore: Effects of Transport-Induced-Charge2019

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Hsu and Hirofumi Daiguji
    • 学会等名
      Royal Society of Chemistry (RSC) Tokyo International Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Dimensional Nanopore DNA Sequencing by Diffusion Current Measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Hsu, Yuji Nakagawa, Daisuke Egusa, Soumyadeep Paul, Ya-Lun Ho, Jean-Jacques Delaunay, Zhen Gu, Yi-Lun Ying, Yi-Tao Long, Eiji Abe, Yoshihiro Iwasa and Hirofumi Daiguji
    • 学会等名
      2019 Materials Research Society (MRS) Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isothermal DNA Sensing Using Diffusion Current2019

    • 著者名/発表者名
      Wei-Lun Hsu, Soumyadeep Paul, Zhen Gu, Ya-Lun Ho, Jean-Jacques Delaunay, Yi-Lun Ying, Yi-Tao Long and Hirofumi Daiguji
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wei-Lun Hsu, Soumyadeep Paul, Ya-Lun Ho, Jean-Jacques Delaunay, Zhen Gu, Yi-Lun Ying, Yi-Tao Long, Hirofumi Daiguji2019

    • 著者名/発表者名
      Diffusiophoretic DNA Transport and Sensing in a Solid-State Nanopore
    • 学会等名
      第56回日本伝熱シンポジウムプログラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] マイクロ・ナノ熱工学の進展2021

    • 著者名/発表者名
      編集代表 丸山 茂夫 (Wei-Lun Hsu et al.)
    • 総ページ数
      808
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860437220
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京大学工学部【若手研究者紹介:040】機械工学専攻 熱工学研究室 徐 偉倫 講師

    • URL

      https://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/topics/setnws_202008271032454998345875.html?fbclid=IwAR2XAL569MAaK1UTAuEYBGKUEQTBIO7-6aIJnv3YDMA7Hpt1z6NPGqjKH8M

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 熱工学研究室

    • URL

      http://www.thml.t.u-tokyo.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 大宮司・徐研究室

    • URL

      http://www.thml.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] Analyzing Apparatus and Method Using A Pore Device2019

    • 発明者名
      Wei-Lun Hsu and Hirofumi Daiguji
    • 権利者名
      Wei-Lun Hsu and Hirofumi Daiguji
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 外国
  • [学会・シンポジウム開催] The 322nd Graduate Program for Mechanical Systems Innovation Seminar2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 321st Graduate Program for Mechanical Systems Innovation Seminar2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 319th Graduate Program for Mechanical Systems Innovation Seminar2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 302nd Graduate Program for Mechanical Systems Innovation Seminar2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 298th Graduate Program for Mechanical Systems Innovation Seminar2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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