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2016 年度 実績報告書

高感度小型磁気共鳴力計測装置による早期アポトーシス検出技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26706023
研究機関東北大学

研究代表者

戸田 雅也  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40509890)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード磁気共鳴 / 磁気プローブ
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Assembled Scanning Probe with Nitrogen Vacancy Centers in Diamond Particle2016

    • 著者名/発表者名
      Minjie Zhu, Masaya Toda, Takahito Ono
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nanotechnology

      巻: 99 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tnano.2016.2640191

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic field sensor based on vacuum packaged cantilever with a mounted magnet2016

    • 著者名/発表者名
      Gaopeng Xue, Masaya Toda, Nurasyikin Mohd, Zhonglie An, Nguyen Van Toan, Takahito Ono
    • 雑誌名

      「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集

      巻: 33 ページ: 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comb-Drive XYZ-microstage With Large Displacements Based on Chip-Level Microassembly2016

    • 著者名/発表者名
      Gaopeng Xue, Masaya Toda, Takahito Ono
    • 雑誌名

      Journal of Microelectromechanical Systems

      巻: 25 ページ: 989-998

    • DOI

      10.1109/jmems.2016.2607233

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning Probe with Nitrogen Vacancy Centers in Diamond Particle for Magnetic Resonance Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Minjie Zhu, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE International Conference on Nanotechnology

      巻: 16 ページ: 210-213

    • DOI

      10.1109/nano.2016.7751404

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assembled Comb-drive XYZ-microstage with DPPH Sample for the 3D Scanning of Magnetic Resonance Force Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Gaopeng Xue, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE International Conference on Nanotechnology

      巻: 16 ページ: 980-981

    • DOI

      10.1109/nano.2016.7751422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation of CVD diamond resonators2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Mochimaru, Masaya Toda and Takahito Ono
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE International Conference on Nanotechnology

      巻: 10 ページ: 676-677

    • DOI

      10.1109/nano.2016.7751555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Packaging Technique of Micro Cantilever for Magnetic Force Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Nurasyikin Mohd, Naoki Inomata, Nguyen Van Toan, Takahito Ono and Masaya Toda
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Workshop on Nanomechanical Sensors

      巻: 12 ページ: 150-151

  • [学会発表] Scanning Probe with Nitrogen Vacancy Centers in Diamond Particle for Magnetic Resonance Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Minjie Zhu, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and evaluation of CVD diamond resonators2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Mochimaru, Masaya Toda and Takahito Ono
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Assembled Comb-drive XYZ-microstage with DPPH Sample for the 3D Scanning of Magnetic Resonance Force Microscope2016

    • 著者名/発表者名
      Gaopeng Xue, Masaya Toda, and Takahito Ono
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      仙台国際センター、仙台
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Packaging Technique of Micro Cantilever for Magnetic Force Sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Nurasyikin Mohd, Naoki Inomata, Nguyen Van Toan, Takahito Ono and Masaya Toda
    • 学会等名
      International Workshop on Nanomechanical Sensors
    • 発表場所
      デルフト、オランダ
    • 年月日
      2016-06-22 – 2016-06-24
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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