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2011 年度 研究成果報告書

セルソーターをトータルシステムとして本気でチップ化するには何が必要か?

研究課題

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研究課題/領域番号 21500415
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東洋大学

研究代表者

花尻 達郎  東洋大学, 理工学部, 教授 (30266994)

研究分担者 吉本 智巳  東洋大学, 理工学部, 教授 (60230819)
水木 徹  東洋大学, 理工学部, 助教 (80408997)
連携研究者 柏木 邦宏  東洋大学, 工学部, 名誉教授 (30058094)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
キーワード生体・情報計測 / オンチップセルソーター / SOI / SOQ
研究概要

ゼータ電位測定法に関しては過去数十年において数多く提案され検証されてきたが大型な装置が多く安価かつ簡易な測定はできない。また、個々の粒子のゼータ電位を測定できない。そこで本研究では、その問題の解決を図るべく電気泳動コールター法(Electrophoretic Coulter Method ; ECM)を独自に提案し、標準粒子としてポリスチレン微粒子を使用し、その有用性を確認した。更に、臨床医療応用への第一歩として、赤血球を用いることにより異種の生体細胞に対するECMの有用性の検証を行った。その結果、ゼータ電位の分布からも、サイズの分布からも、同一液中における異種の赤血球の判別が可能であることを実証することに成功した。これは赤血球だけでなく異種の生体細胞にも容易に敷衍できる原理であり、ECMの臨床医療検査機器としての有用性を充分に実証することができた。更に、このECMと電気的検出回路あるいは光学的電気的検出回路とをソーティング部と併せて集積化させるにはガラス基板に替わり、SOI(Silicon On Insulator)基板あるいはSOQ(Silicon On Quartz)基板をプラットフォームとして活用することが非常に有効であると考え、その実用化の為の基礎的な検討として、SOI基板やSOQ基板の基礎物性評価を精力的に行った。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (22件) 備考 (9件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Dispersion of single-walled carbon nanotubes modified with poly-l-tyrosine in water2011

    • 著者名/発表者名
      M. Kojima, T. Chiba, J. Niiishima, H. Higashi, F. Fukuda, Y. Nakajima, S. Kurosu, T. Hanajiri, K. Ishii, T. Maekawa, A. Inoue
    • 雑誌名

      Nano Scale Research Letters

      巻: 6 ページ: 128-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of poly-L-tyrosine molecules decoration on the surface properties and electron transport of SWCNTs compared to the effects of DNA molecules2011

    • 著者名/発表者名
      T. Higashi, Y. Nakajima, M. Kojima, K. Ishii, A. Inoue, T. Maekawa, and T. Hanajiri
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 501 ページ: 451-454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local-stress induced trap states in SOI layers with different levels of roughness at SOI/BOX interfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, Y. Watanabe, T. Hanajiri, T. Toyabe, and T. Sugano
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Lett.

      巻: 32 ページ: 4451-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of PCR efficiency with magnetic nanoparticles in a rotating magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      T. Higashi, Y. Nagaoka, H. Minegishi, A. Echigo, R. Usami, T. Maekawa, T. Hanajiri
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 506 ページ: 239-242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal and Experimental Validation of the Electrophoretic Coulter Method for Analyzing Microparticles and Biological Cells2011

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, A. Aki, T. Ukai, Y. Nakajima, T. Maekawa, and T. Hanajiri
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B : Chemical

      巻: 151 ページ: 401-415

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-depth profiling of electron trap states in SOI layers and local mechanical stress near the SOI/BOX interface in SIMOX wafers2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, T. Toda, T. Hanajiri, T. Toyabe, and T. Sugano
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 108 ページ: 124505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blood Compatibility of Surface Modified Poly(ethylene terephthalate)(PET) by Plasma Polymerized Acetobromo-alpha-D-glucose2010

    • 著者名/発表者名
      DS. Kumar, BG. Nair, SH. Varghese, R. Nair, T. Hanajiri, T. Maekawa, Y. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Applications

      巻: 24 ページ: 527-544

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensors Based On Carbon Nanotubes and Their Applications : A Review2010

    • 著者名/発表者名
      SH. Varghese, R. Nair, BG. Nair, T. Hanajiri, T. Maekawa, Y. Yoshida, DS. Kumar
    • 雑誌名

      Current Nano Science

      巻: 4 ページ: 331-346

    • 査読あり
  • [学会発表] SOI基板のSOI/BOX界面近傍における欠陥の評価(II)2012

    • 著者名/発表者名
      趙謙, 宮澤元, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京都、早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] SOQ基板の光・電子融合デバイスへの応用の検討2012

    • 著者名/発表者名
      宮澤元, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京都、早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 電気泳動コールター法を用いた生体細胞のゼータ電位の評価2012

    • 著者名/発表者名
      尾形和平, 高橋直寛, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東京都、早稲田大学
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] In-depth profiling of hole traps and defects in SOI wafers2011

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazawa, Y. Nakajima, T. Hanajiri, and T. Sugano
    • 学会等名
      6^<th> Int. Conference onMaterials for Advanced Technologies
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20110626-0701
  • [学会発表] Improvement of Accuracy and Reliability of Electrophoretic Coulter Method2011

    • 著者名/発表者名
      K. Ogata, N. Takahashi, A. Aki, Y. Nakajima, T. Hanajiri
    • 学会等名
      6^<th> Int. Conference on Materials for Advanced Technologies(ICMAT2011)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20110626-0701
  • [学会発表] SOI基板のSOI/BOX界面近傍における欠陥の評価2011

    • 著者名/発表者名
      宮澤元, 趙謙, 中島義賢, 花尻達郎, 菅野卓雄
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形市、山形大学
    • 年月日
      2011-09-02
  • [学会発表] 電気泳動コールター法におけるゼータ電位のpH依存性2011

    • 著者名/発表者名
      尾形和平, 安喜敦士, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第23回化学とマイクロナノシステム研究会
    • 発表場所
      千葉市、千葉大学西千葉キャンパスけやき会館
    • 年月日
      2011-06-11
  • [学会発表] SOI/BOX界面凹凸がSOI層中の局所応力および捕獲中心に与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸俊, 中島義賢, 鳥谷部達, 花尻達郎, 菅野卓雄
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      厚木市、神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] SIMOX基板のSOI層における正孔捕獲中心の評価2011

    • 著者名/発表者名
      宮澤元, 中島義賢, 花尻達郎, 菅野卓雄
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      厚木市、神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Impact of Local Stress Near SOI/BOX interface on high-density trap states in SIMOX wafers2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, Y. Watanabe, T. Hanajiri, T. Toyabe, and T. Sugano
    • 学会等名
      ULtimate Integration on Silicon
    • 発表場所
      Glasgow, Scotland
    • 年月日
      20100317-19
  • [学会発表] 電気泳動コールター法におけるチャネル壁面のゼータ電位測定2010

    • 著者名/発表者名
      尾形和平, 高橋直寛, 安喜敦士, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第22回化学とマイクロナノシステム研究会
    • 発表場所
      名古屋市、名古屋大学医学部附属病院中央診療棟3階講堂
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] SIMOX基板上のGOX層における捕獲中心の評価2010

    • 著者名/発表者名
      宮澤元, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎市、長崎大学
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] SIMOX基板においてSOI層中の局所応力が捕獲中心に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸俊, 中島義賢, 鳥谷部達, 花尻達郎, 菅野卓雄
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎市、長崎大学
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 極薄膜SOQ pinダイオードの発光特性2010

    • 著者名/発表者名
      谷村貴行, 中島義賢, 花尻達郎
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚市、東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 電気的非標識免疫測定法のための生体物質の電気的検出2010

    • 著者名/発表者名
      沼田慎吉, 中島義賢, 安喜敦士, 前川透, 花尻達郎
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚市、東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-17
  • [学会発表] SOI基板のSOI/BOX界面におけるトラップ準位の起源2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸俊, 中島義賢, 鳥谷部達, 花尻達郎, 菅野卓雄
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      平塚市、東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2010-03-17
  • [学会発表] Electrophoretic mobility and resultant zeta potential of an individual cell analyzed by electrophoretic Coulter method2009

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, A. Aki, T. Ukai, Y. Nakajima, T. Maekawa and T. Hanajiri
    • 学会等名
      2009 Int. Semi-conductor Device Research Symposium(ISDRS 2009)
    • 発表場所
      Washington D. C., U. S. A.
    • 年月日
      20091209-11
  • [学会発表] Correlation between high-density trap states and local stress near SOI/BOX interface in SIMOX wafers2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakajima, Y. Watanabe, T. Hanajiri, T. Toyabe, and T. Sugano
    • 学会等名
      2009 Int. Semiconductor Device Research Symposium(ISDRS2009)
    • 発表場所
      Washington D. C., U. S. A.
    • 年月日
      20091209-11
  • [学会発表] Proposal of heavily doped silicon between insulators MOSFETs and confirmation of their advantages by device simulation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, T. Miyazawa, Y. Nakajima, T. Hanajiri, T. Toyabe, and T. Sugano
    • 学会等名
      2009 Int. Semiconductor Device Research Symposium(ISDRS 2009)
    • 発表場所
      Washington D. C., U. S. A.
    • 年月日
      20091209-11
  • [学会発表] Electrophoretic Coulter Method for Analyzing Surface Properties of Particles Using a Micro-fluidic Device2009

    • 著者名/発表者名
      N. Takahashi, A. Aki, T. Ukai, Y. Nakajima, T. Hanajiri, T. Maekawa
    • 学会等名
      5^<th> International Conference on Materials for Advanced Technologies
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20090628-0703
  • [学会発表] SIMOX基板特有の高密度トラップとSOI/BOX界面凹凸との相関2009

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸俊、中島義賢、鳥谷部達、花尻達郎、菅野卓雄
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山市、富山大学
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] コールター法を用いたマイクロチャネル電気泳動法の提案および実験的検証2009

    • 著者名/発表者名
      高橋直寛、安喜敦士、鵜飼智文、中島義賢、前川透、花尻達郎
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山市、富山大学
    • 年月日
      2009-09-09
  • [備考] (国際シンポジウム(審査なし))(1) Y. Nakajima, K. Ogata, H. Miyazawa, N. Takahashi, A. Aki, T. Hanajiri, and T. Sugano,"Devolopment of high-resolution bio-nano analytical systems embedded in SOQ warers", 9^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology(2011), p. 15(10 Dec. 2011, Toyo Univ., Japan)

  • [備考] (2) K. Ogata, N. Takahashi, A. Aki, Y. Nakajima, and T. Hanajiri, "The Validation of Zeta Potential of Biological Cells Estimated by Electrophoresis Coulter Method", 9^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology(2011), p. 38(10 Dec. 2011, Toyo Univ., Japan)

  • [備考] (3) Q. Zhao, H. Miyazawa, Y. Nakajima, T. Hanajiri, and T. Sugano, "Characterization of defects near SOI/BOX interface of SOI wafere", 9^<th> Int. Symp. on Bio-science and Nanotechnology(2011) p. 39(10 Dec. 2011, Toyo Univ., Japan).

  • [備考] (4) Y. Watanabe, Y. Nakajima, T. Toyabe, T. Hanajiri, and T. Sugano, "Influence of local stress on traps in SOI layers of SOI wafers", 8^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology., p. 64(2010)(17-18 Nov. 2010, Toyo Univ., Japan)

  • [備考] (5) K. Ogata, N. Takahashi, A. Aki, Y. Nakajima, and T. Hanajiri, "Extraction of Zeta Potential on Channel Walls for Electrophoretic Coulter Method Accuracy Improvement", 8^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology(2010), p. 65(17-18 Nov. 2010, Toyo Univ., Japan)

  • [備考] (6) H. Miyazawa, Y. Nakajima, T. Sugano, and T. Hanajiri, "Characterization of distribution of traps in SOI layers of SIMOX wafers", 8^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology(2010) p. 66(17-18 Dec. 2010, Toyo Univ., Japan).

  • [備考] (7) Y. Watanabe, Y. Nakajima, T. Toyabe, T. Hanajiri, and T. Sugano,"Correlation between high-density trap stated and roughness at SOI/BOX interface in SIMOX wafers", 7^<th> Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology(2009) P. 45(20-21 Nov. 2009, Toyo Univ., Japan).

  • [備考] (8) T. Tanimura, Y. Nakajima, and T. Hanajiri,"Photoluminescence study of Silicon-On-Quartz wafers for high performance Light-Emitting Transistors", 7^<th> Int. Symp. on Bio-science and Nanotechnology(2009) P. 48(20-21 Nov. 2009, Toyo Univ., Japan).

  • [備考] (9) N. Takahashi, A. Aki, T. Ukai, Y. Nakajima, T. Maekawa and T. Hanajiri,"Electrophpretic Coulter Method for Simultaneous Measurement of Zeta Potential and distribution of Micro-particles Including Biological Cells in a Micro-channel", 7^<th> Int. Symp.on Bioscience and Nanotechnology(2009) P. 48(20-21 Nov. 2009, Toyo Univ., Japan).

  • [産業財産権] ゼータ電位測定装置及びゼータ電位測定方法2009

    • 発明者名
      安喜敦士、高橋直寛、前川透、花尻達郎、鵜飼智文
    • 権利者名
      安喜敦士、高橋直寛、前川透、花尻達郎、鵜飼智文
    • 産業財産権番号
      特許、出願番号:特願2009-260937、公開番号:特開2011-106915
    • 出願年月日
      2009-11-16

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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