2003 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ気液・プラズマ流体素子のグローバル集積化による高感度元素検出システム開発

Research Project

Project/Area Number	14040219
Research Institution	Toyo University
Principal Investigator	一木隆範東洋大学, 工学部, 助教授 (20277362)
Keywords	マイクロ流体デバイス / グローバル集積化 / プラズマ発光分析 / オンサイト分析 / 微量元素検出 / アフィニティアッセイデバイス / 微細加工技術
Research Abstract	バイオ研究、創薬、医療、環境などの広い分野で必要な分析作業に要するコストや時間を数桁に及ぶ革新的レベルで短縮可能なμTAS(Micro Total Analysis System)呼ばれる技術が、欧米を中心に急速に発展している。マイクロ化学分析チップを汎用性の高い測定装置にするためにはICP発光分析装置や質量分析装置並みのppm〜ppbクラスの感度をもつ検出モジュールを集積化することが必要になる。本研究では申請者がこれまでに研究開発を進めてきたマイクロプラズマ源、マイクロキャピラリー電気泳動、マイクロネブライザーインターフェイスやプラズマ駆動電源整合回路をチップ化し、集積化することによりシステム全体を小型化し、携帯可能な高感度分析システムを実現して再現性や検出感度などの特性を評価し、血液化学検査の中でも緊急検査項目である血清成分の高精度測定やオンサイト環境分析への応用を目指している。最終年度にあたる本年度は高機能マイクロ分析システムの実現のため、マイクロプラズマ源とその周辺デバイスの開発を進め、大気圧マイクロプラズマ源の小型化を実現し、水溶液中のNaの検出限界として400ppbを達成するなど水溶液試料中の微量元素検出への応用の可能性を示すことができた。更に、マイクロ分析システムの作製に不可欠な微細加工技術についても従来の半導体加工技術にとらわれない新規なプロセスの開発を進め、マイクロプラズマジェットを用いたマスクレス加工システムの可能性を示した。また、新規なドライエッチングケミストリーによるパーマロイ薄膜の微細加工法を研究し、微細磁気デバイスをマイクロ流体デバイスに集積化したアフィニティアッセイ用磁気ビーズ操作デバイスを開発し、その動作を実証した。

Research Products

(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] Takanori Ichiki: "Localized and ultrahigh-rate etching of silicon wafers using atmospheric-pressure microplasma jets"Journal of Applied Physics. 95. 35-39 (2004)
[Publications] Takanori Ichiki: "An atmospheric -pressure microplasma jet source for the optical emission spectroscopic analysis of a liquid sample"Plasma Sources and Science Technology. 12. S16-s20 (2003)
[Publications] Yoshimi Otsu: "Plasma process applied in the fabrication of plastic microfluidic chips"Journal of Photopolymer Science and Technology. 16. 39-42 (2003)
[Publications] Akio Oki: "Healthcare chip for checking health condition from analysis of trace blood collected by painless needle"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 3733-3737 (2003)
[Publications] Takanori Ichiki: "Plasma applications for biochip technology"Thin Solid Films. 435. 62-68 (2003)
[Publications] Takanori Ichiki: "Deep dry etching of borosilicate glass using fluorine-based high-density plasmas for MEMS fabrication"Journal of Vacuum Science and Technology. B21. 2188-2192 (2003)
[Publications] Takanori Ichiki: "Development of Nano/Microfluidic Devices for the Analysis of Biomolecules"Proc.Fourth Int.Symp.on Biomimetic Materials Processing (BMMP-4). 82 (2004)
[Publications] Takanori Ichiki: "Micro/Nanofabrication Technologies for Nano-Bioanalytical Devices"Proc.Int.workshop on plasma nano-technology and its future vision. 3-8-3-9 (2004)
[Publications] Takanori Ichiki: "Microfluidic devices for cellular manipulation and analysis on a chip"Proc.Int.Symp.MEMS and Nanotechnology. 334-338 (2003)
[Publications] Naoaki Ichikawa: "Microfluidic devices integrated with permalloy micropatterns for manipulating magnetic beads"Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Dev.and Mater.(SSDM 2003). 680-681 (2003)
[Publications] Takanori Ichiki: "Surface micromachined hollow microneedle array integrated on a microfluidic chip"Seventh International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems. 1025-1028 (2003)
[Publications] Naoaki Ichikawa: "Dry etching of Ni based alloy films and its application to the fabrication of molecular affinity separation devices using magnetic beads"Proceeding of the 25th International Symposium on Dry Process. 69-74 (2003)
[Publications] 一木隆範: "「ナノバイオテクノロジーの最前線」第3章3節2 -ナノバイオ分析デバイスの微細加工技術-"シーエムシー出版. (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ気液・プラズマ流体素子のグローバル集積化による高感度元素検出システム開発

Principal Investigator

一木 隆範 東洋大学, 工学部, 助教授 (20277362)

Research Products

[Publications] Takanori Ichiki: "Localized and ultrahigh-rate etching of silicon wafers using atmospheric-pressure microplasma jets"Journal of Applied Physics. 95. 35-39 (2004)

[Publications] Takanori Ichiki: "An atmospheric -pressure microplasma jet source for the optical emission spectroscopic analysis of a liquid sample"Plasma Sources and Science Technology. 12. S16-s20 (2003)

[Publications] Yoshimi Otsu: "Plasma process applied in the fabrication of plastic microfluidic chips"Journal of Photopolymer Science and Technology. 16. 39-42 (2003)

[Publications] Akio Oki: "Healthcare chip for checking health condition from analysis of trace blood collected by painless needle"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 3733-3737 (2003)

[Publications] Takanori Ichiki: "Plasma applications for biochip technology"Thin Solid Films. 435. 62-68 (2003)

[Publications] Takanori Ichiki: "Deep dry etching of borosilicate glass using fluorine-based high-density plasmas for MEMS fabrication"Journal of Vacuum Science and Technology. B21. 2188-2192 (2003)

[Publications] Takanori Ichiki: "Development of Nano/Microfluidic Devices for the Analysis of Biomolecules"Proc.Fourth Int.Symp.on Biomimetic Materials Processing (BMMP-4). 82 (2004)

[Publications] Takanori Ichiki: "Micro/Nanofabrication Technologies for Nano-Bioanalytical Devices"Proc.Int.workshop on plasma nano-technology and its future vision. 3-8-3-9 (2004)

[Publications] Takanori Ichiki: "Microfluidic devices for cellular manipulation and analysis on a chip"Proc.Int.Symp.MEMS and Nanotechnology. 334-338 (2003)

[Publications] Naoaki Ichikawa: "Microfluidic devices integrated with permalloy micropatterns for manipulating magnetic beads"Ext.Abstr.Int.Conf.on Solid State Dev.and Mater.(SSDM 2003). 680-681 (2003)

[Publications] Takanori Ichiki: "Surface micromachined hollow microneedle array integrated on a microfluidic chip"Seventh International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems. 1025-1028 (2003)

[Publications] Naoaki Ichikawa: "Dry etching of Ni based alloy films and its application to the fabrication of molecular affinity separation devices using magnetic beads"Proceeding of the 25th International Symposium on Dry Process. 69-74 (2003)

[Publications] 一木 隆範: "「ナノバイオテクノロジーの最前線」第3章3節2 -ナノバイオ分析デバイスの微細加工技術-"シーエムシー出版. (2003)

一木隆範東洋大学, 工学部, 助教授 (20277362)

[Publications] 一木隆範: "「ナノバイオテクノロジーの最前線」第3章3節2 -ナノバイオ分析デバイスの微細加工技術-"シーエムシー出版. (2003)