液体電極プラズマの素過程の解明と高機能統合分析デバイスへの応用

• 研究課題/領域番号: 20310071
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 高村 禅 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (20290877)
• 研究分担者: 本水 昌二 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (50032826)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2010年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2009年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2008年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: マイクロ・ナノデバイス / マイクロプラズマ / 環境分析 / 分析化学 / 液体電極プラズマ / 元素分析 / 発光分析 / μTAS / microTAS

研究概要

液体電極プラズマによる発光分析は、極めて簡単に極微量溶液の高感度な元素分析が実現できる手法である。本研究ではプラズマ温度などプラズマの内部パラメータと流路形状などの外部パラメータの関係を調べ、感度・精度に及ぼす影響を調べた。また、本手法に適した前処理や、他のマイクロデバイスとのチップ上での統合も検討した。これらにより、検出限界、及び精度は向上し、例えばCdにて0. 5ppb程度の検出限界が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Sensing technique of silver nanoparticles as labels for immunoassay using liquid electrode plasma atomic emission spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Hoang Tung, Miyuki Chikae, Yoshiaki Ukita, Pham Hung Viet and Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 84(3) ページ: 1210-1213
  • 査読あり
• [雑誌論文] High sensitive elemental analysis for Cd and Pb by liquid electrode plasma atomic emission spectrometry with quartz glass chip and sample flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kitano, Akiko Iiduka, Tamotsu Yamamoto, Yoshiaki Ukita, Eiichi Tamiya, Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 83(24) ページ: 9424-9430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation temperature measurement in liquid electrode plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Kumai and Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: Japan Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 96001-96001
  • NAID: 40019010405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitation temperature measurement in liquid electrode plasma (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Kumai, Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: Japan Journal of Applied Physics 巻: 50 ページ: 96001-96001
  • NAID: 40019010405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of cadmium in Water Samples by Liquid electrode Plasma atomic emission Spectrometry after Solid Phase extraction using a mini cartridge Packed with chelateres in immobilizing carboxymethylated Pentaethylenehexamine (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Kagaya, Saori Nakada, Yoshinori Inoue, Waka Kamichatani, Hideyuki Yanai, Mitsuru Saito, Tamotsu Yamamoto, Yuzuru Takamura, and Koji Tohda
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: Vol.26 ページ: 515-518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of cadmium in Water Samples by Liquid electrode Plasma atomic emission Spectrometry after Solid Phase extraction using a mini cartridge Packed with chelate resin immobilizing carboxymethylated Pentaethylenehexamine (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Kagaya, Saori Nakada, Yoshinori Inoue, Waka Kamichatani, Hideyuki Yanai, Mitsuru Saito, Tamotsu Yamamoto, Yuzuru Takamura, Koji Tohda
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: Vol.26 ページ: 515-518
  • NAID: 10026783271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of trace amounts of sodium and lithium in zirconium dioxide (ZrO2) using liquid electrode plasma optical emission spectrometrv (2009)
  • 著者名/発表者名: Michiko Banno, Eiichi Tamiya, Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 634 ページ: 153-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Determination of trace amounts of sodium and lithium in zirconium dioxide(ZrO_2) using liquid electrode plasma optical emission spectrometry (2008)
  • 著者名/発表者名: Michiko Banno, Eiichi Tamiya, Yuzuru Takamura
  • 雑誌名: AnalyticaChimica Acta 巻: 634 ページ: 153-157
  • NAID: 120002260294
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロ流路中のプラズマを用いた元素分析の基礎と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高村禅
  • 学会等名: ナノテクノロジー・ネットワークH22年度成果報告会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス(京都府西京区)
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] マイクロ流路中のプラズマを用いた元素分析の基礎と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高村禅
  • 学会等名: ナノテクノロジー・ネットワークH22年度成果報告会
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス(京都府西京区)(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] 固相抽出を一体化した液体電極プラズマ元素分析チップの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷哲成,北野厚志,中山慶子,山本保,高村禅
  • 学会等名: 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス(長崎県長崎市)
• [学会発表] 液体電極プラズマを用いた原子発光分析における液流速依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志,山本保,高村禅
  • 学会等名: The 21th Society for Chemistry and Micro-Nano Systems(21th CHEMINAS)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
• [学会発表] 固相抽出ユニット組み込み型液体電極プラズマ元素分析チップの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷哲成,北野厚志,中山慶子,山本保,高村禅
  • 学会等名: The 21th Society for Chemistry and Micro-Nano Systems(21th CHEMINAS)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
• [学会発表] イオン会合体を用いる水中微量金属の一括濃縮とLEP-AESを用いた分析法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山慶子,山本保,波多宣子,田口茂,高村禅
  • 学会等名: 第71回分析化学討論会
  • 発表場所: 島根大学松江キャンパス(島根県松江市)
• [学会発表] 液体電極プラズマを用いた原子発光分析における流速の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志,山本保,高村禅
  • 学会等名: 2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県平塚市)
• [学会発表] 液体電極プラズマを用いた原子発光分析における液流速依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志, 山本保, 高村禅
  • 学会等名: The 21th Society for Chemistry and Micro-Nano Systems (21th CHEMINAS)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
• [学会発表] 固相抽出ユニット組み込み型液体電極プラズマ元素分析チップの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷哲成, 北野厚志, 中山慶子, 山本保, 高村禅
  • 学会等名: The 21th Society for Chemistry and Micro-Nano Systems (21th CHEMINAS)
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
• [学会発表] 液体電極プラズマを用いた原子発光分析における流速の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志, 山本保, 高村禅
  • 学会等名: 2010年春季 第57回 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学(神奈川県平塚市)
• [学会発表] Determination of trace elements in zirconium dioxide(ZrO_2) using Liquid electrode plasma optical emission spectrometry(LEP-OES) (2009)
  • 著者名/発表者名: Michiko Banno, Yuzuru Takamura
  • 学会等名: M & BE Fifth International Conterence on Molecular Electronice and Bioelectronics
  • 発表場所: 宮崎シーガイヤ
  • 年月日: 2009-03-15
• [学会発表] Determination of trace elements in zirconium dioxide (ZrO2) usingLiquid electrode plasma optical emission spectrometrv (LEP-OES) (2009)
  • 著者名/発表者名: Michiko Banno, Yuzuru Takamura
  • 学会等名: M & BE Fifth International Conterence on Molecular Electronice and Bioelectronics
  • 発表場所: 宮崎シーガイヤ
  • 年月日: 2009-03-15
• [学会発表] Tamotsu Yamamoto、High sensitive measurement of heavy metal by liquid electrode plasma optical emission spectrometry(LEP-OES) with quartz cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Pittcon 2009
  • 発表場所: Chicago、USA
  • 年月日: 2009-03-12
• [学会発表] High sensitive measurement of heavy metal by liquid electrode plasma optical emission spectrometry (LEP-OES) with quartz cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuzuru Takamura, Tamotsu Yamamoto
  • 学会等名: Pittcon 2009
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-03-12
• [学会発表] The Elemental Analysis by Liquid Electrode Plasma using a Quartz Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kitano, T. Yamamoto and Y. Takamura
  • 学会等名: 22nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference(MNC2009)
  • 発表場所: Sheraton Sapporo Hotel(Hokkaido Sapporo)
• [学会発表] High sensitive elemental analysis chip using Liquid Electrode Plasma with solid phase extraction (2009)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Kumagai, Atsushi Kitano, Keiko Nakayama, Tamotsu Yamamoto, Y. Takamura
  • 学会等名: International Symposium on Microchemistry and Microsystems 2009 & Nanotechnology2009
  • 発表場所: Kanazawa Excel Hotel Tokyu(Ishikawa Kanazawa)
• [学会発表] Determination of trace elements in zirconium dioxide(ZrO_2) using liquid electrode plasma optical emission spectrometry(LEP-OES) (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Banno, E. Tamiya, Y. Takamura
  • 学会等名: The 13thInternational Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences(μTAS 2009)
  • 発表場所: ICC Jeju, Jeju Korea
• [学会発表] 全自動カラム前処理(Auto-Pret)/液体電極プラズマ発光分光分析法(LEP法)による微量金属イオンの濃縮定量 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島智教,保倉明子,山本保,高村禅,本水昌二
  • 学会等名: 日本分析化学会第58年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
• [学会発表] Fully Automated On-Line Solid-Phase Extraction/Liquid Electrode Plasma Atomic Emission Spectrometric System for Determination of Heavy Metal Ions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Nakashima, Akiko Hokura, Tamotsu Yamamoto, Yuzuru Takamura and Shoji Motomizu
  • 学会等名: 1th International Conference on Flow Analysis(Flow Analysis XI)
  • 発表場所: Mallorca. Spain
• [学会発表] 液体電極プラズマによるヒ素の定量分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志,熊井みゆき,山本保,高村禅
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山県富山市)
• [学会発表] 微細加工を駆使した高機能バイオチップの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高村禅
  • 学会等名: M & BE研究会
  • 発表場所: 北陸先端科学技術大学院大学(石川県能美市)
• [学会発表] 液体電極プラズマ発光分光分析法(LEP法)による微量金属イオン定量 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島智教,山本保,高村禅,本水昌二
  • 学会等名: 第70回分析化学討論会
  • 発表場所: 和歌山大学(和歌山県和歌山市)
• [学会発表] 液体電極プラズマ発光分析を利用したレアメタルの分析法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島智教,保倉明子,山本保,高村禅,本水昌二
  • 学会等名: 第70回分析化学討論会
  • 発表場所: 和歌山大学(和歌山県和歌山市)
• [学会発表] 微細加工を駆使した高機能バイオチップの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高村禅
  • 学会等名: M&BE研究会「進化し続ける有機分子・バイオエレクトロニクス」
  • 発表場所: 北陸先端科学技術大学院大学(石川県能美市)(招待講演)
• [学会発表] 液体電極プラズマによるヒ素の定量分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志, 熊井みゆき, 山本保, 高村禅
  • 学会等名: 2009年秋季 第70回 応用物理学会 学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山県富山市)
• [学会発表] Fully Automated On-Line Solid-Phase Extraction/Liquid Electrode Plasma Atomic Emission Spectrometric System for Determination of Heavy Metal Ions (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Nakashima, Akiko Hokura, Tamotsu Yamamoto, Yuzuru Takamura, Shoji Motomizu
  • 学会等名: 11^<th> International Conference on Flow Analysis (Flow Analysis XI)
  • 発表場所: Mallorca.Spain
• [学会発表] 全自動カラム前処理(Auto-Pret)/液体電極プラズマ発光分光分析法(LEP法)による微量金属イオンの濃縮定量 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中島智教, 保倉明子, 山本保, 高村禅, 本水昌二
  • 学会等名: 日本分析化学会 第58年会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
• [学会発表] Determination of trace elements in zirconium dioxide (ZrO2) using liquid electrode plasma optical emission spectrometry (LEP-OES) (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Banno, E.Tamiya, Y.Takamura
  • 学会等名: The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences(μTAS 2009)
  • 発表場所: ICC Jeju, Jeju Korea
• [学会発表] High sensitive elemental analysis chip using Liquid Electrode Plasma with solid phase extraction (2009)
  • 著者名/発表者名: Norimasa Kumagai, Atsushi Kitano, Keiko Nakayama, Tamotsu Yamamoto, Y.Takamura
  • 学会等名: International Symposium on Microchemistry and Microsystems 2009 & Nanotechnology2009
  • 発表場所: Kanazawa Excel Hotel Tokyu (Ishikawa Kanazawa)
• [学会発表] The Elemental Analysis by Liquid Electrode Plasma using a Quartz Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Kitano, T.Yamamoto, Y.Takamura
  • 学会等名: 22nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2009)
  • 発表場所: Sheraton Sapporo Hotel (Hokkaido Sapporo)
• [学会発表] 石英ガラスチップを用いた液体電極プラズマ(LEP)による元素分析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野厚志,山本保,民谷栄一,高村禅
  • 学会等名: 化学とマイクロナノプロセス研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2008-12-08
• [学会発表] MEMSによるハンディー元素分析器の開発物語 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高村禅、山本保
  • 学会等名: 次世代センサ協議会
  • 発表場所: 石川県工業試験場
  • 年月日: 2008-11-25
• [学会発表] Numerical simulation of DNA motion in amicro/nanochannel under shear and extensional flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Lassoued Mouez, and Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Nanotechnology 2008
  • 発表場所: Nomi, Ishikawa
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] The Elemental Analysis by Liquid Electrode Plasma(LAP) using a Quartz Glass Chip (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kitano, Tamotsu Yamamoto, Eiichi Tamiya, and Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Nanotechnology 2008
  • 発表場所: Nomi, Ishikawa
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] Molecular separation and elemental analysis method utilizing micro fabricated structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Nanotechnology 2008
  • 発表場所: Nomi, Ishikawa
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] The Elemental Analysis by Liquid Electrode Plasma (LEP) using a Quartz Glass Chip (2008)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Kitano, Tamotsu Yamamoto, Eiichi Tamiya, Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Nanotechnology 2008
  • 発表場所: Nomi, Ishikawa
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] Numerical simulation of DNA motion in a micro/nanochannel under shear and extensional flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Lassoued Mouez, Yuzuru Takamura
  • 学会等名: Nanotechnology 2008
  • 発表場所: Nomi, Ishikawa
  • 年月日: 2008-10-23
• [学会発表] Modern Analyitical Technology for Mobile Use Employing Microfabricated Structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuzuru Takamura
  • 学会等名: BIT Life Sciences' 1st Annual World Congress ofiBio-2008
  • 発表場所: 杭州、中国
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] Modern Analyitical Technology for Mobile Use Employing Microfabricated Structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuzuru Takamura
  • 学会等名: BIT Life Sciences'1st Annual World Congress of iBio-2008
  • 発表場所: 杭州, 中国
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] 液体電極プラズマ法におけるプラズマ温度の測定と環境パラメータの影響評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊井みゆき、山本保、民谷栄一、高村禅
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] 固相抽出・濃縮/液体電極プラズマ発光分析法による鉛の定量 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本保,中山慶子,古庄義明,本水昌二,高村禅
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-05-15
• [学会発表] 液体電極プラズマ法における プラズマ温度の測定と環境パラメータの影響評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 熊井みゆき
  • 学会等名: 第69回分析化学討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-05-15
• [備考]
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/takamura
• [備考] 中部地方発明表彰事業特別賞文部科学大臣発明奨励賞受賞『液体電極プラズマ発光元素分析法の原理』社団法人発明協会、中部経済産業局地域経済部産業技術課特許室、文部科学省、特許庁、中小企業庁、富山県、日本弁理士会2010.10.7
• [備考] 21th CHEMINAS奨励賞受賞、第21回化学とマイクロナノシステム研究会,2010年6月、東京
• [備考] 第21回中小企業優秀新技術・新製品賞 中小企業庁長官賞受賞「液体電極プラズマ原子発光分析法を用いたハンディ元素分析器MH-5000」大学発ベンチャーマイクロエミッション、りそな中小企業振興財団・日刊工業新聞社、受賞 2009.4.14
• [産業財産権] プラズマ発生手段、プラズマ発生装置及び元素分析方法 (2010)
  • 発明者名: 高村禅、小崎哲夫、加藤祐史、東海林秀典、山本保
  • 権利者名: 北陸先端科学技術大学院大学、東海光学株式会社、株式会社マイクロエミッション
  • 産業財産権番号: 2010-045967
  • 出願年月日: 2010-03-02