| 講演名 | 2016-04-21 安定な人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有するシリコンチップの作製 但木 大介(東北大), 平野 愛弓(東北大), 石橋 健一(半一), 荒木 駿(東北大), 吉田 美優(東北大), 荒田 航平(東北大), 大堀 健(東北大), 山本 英明(東北大), 庭野 道夫(東北大), |
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| 抄録(和) | 我々の体を構成する個々の細胞を覆う脂質二分子膜（BLM）は、わずか数ナノメートルの厚さでありながら、高い絶縁性を有するという特徴を持つ。このため、人工膜再構成系において、BLMにイオンチャネルである膜タンパク質を包埋することによって、高感度の検出ができるバイオセンサーとして機能させることが可能になる。我々は以前、半導体微細加工技術を用いて、シリコンチップ上に直径数十ミクロンスケールの微細孔を作製したところ、機械的安定性に優れたBLMの形成に成功した。これは孔のエッジを滑らかなテーパーの付いた形状にすることによって、膜にかかるストレスが抑制されたためだと考えられる。しかしながら、チップの作製過程において、この微細孔には亀裂が入りやすく、結果としてチップの歩留まりや再現性が低くなるという根本的な問題が存在した。我々はこの問題の克服のために、各プロセスにおけるチップの微細構造に着目し、エッチャントの種類や温度制御、エッチング時間といった要素をそれぞれ見直すことによって、最終的なチップの歩留まりを83%（n = 209）まで上昇させることに成功した。 |
| 抄録(英) | Bilayer lipid membranes (BLMs) that cover trillions of cells in our body have features of a nanometer scale thickness and a high resistivity. Artificially reconstituted BLMs serve, therefore, as a supporting material for incorporating ion channel proteins, and the incorporated BLMs can function as highly detective bio-sensors. Previously, we succeeded in the formation of mechanically stable BLMs by preparing membranes in micro-apertures formed in silicon (Si) chips using a semiconductor microfabrication technique. The BLM stabilization is due to the smoothly tapered shape of the aperture edge, which reduces the stress on the bilayer. However, there existed a fundamental problem that the micro-aperture oftentimes came with cracks and the reproducibility of fabricating proper chips was unsatisfactory. In order to solve the problem, we focused on the nanoscale structure at each step of Si chip fabrication, and succeeded in reaching 83% (n = 209) of the yield by improvements such as the change of etchant, the optimization of the temperature control of etchant, and the avoidance of the excessive etching. |
| キーワード(和) | 人工脂質二分子膜 / 半導体微細加工プロセス / イオンチャネルセンサー |
| キーワード(英) | artificial bilayer lipid membranes (BLMs) / semiconductor microfabrication process / ion channel sensor |
| 資料番号 | ED2016-2 |
| 発行日 | 2016-04-14 (ED) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
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| 開催期間 | 2016/4/21(から2日開催) |
| 開催地（和） | 山形大学工学部 有機EL研究センター 4F大会議室 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 有機デバイス、酸化物デバイス、一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 前澤 宏一(富山大) |
| 委員長氏名（英） | Koichi Maezawa(Univ. of Toyama) |
| 副委員長氏名（和） | 津田 邦男(東芝) |
| 副委員長氏名（英） | Kunio Tsuda(Toshiba) |
| 幹事氏名（和） | 松永 高治(NEC) / 鈴木 寿一(北陸先端大) |
| 幹事氏名（英） | Koji Matsunaga(NEC) / Toshikazu Suzuki(JAIST) |
| 幹事補佐氏名（和） | 新井 学(新日本無線) / 東脇 正高(NICT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Manabu Arai(New JRC) / Masataka Higashiwaki(NICT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electron Device |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 安定な人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有するシリコンチップの作製 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Fabrication of silicon chips with micro-apertures for formation of stable artificial bilayer lipid membranes |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 人工脂質二分子膜 / artificial bilayer lipid membranes (BLMs) |
| キーワード(2)（和/英） | 半導体微細加工プロセス / semiconductor microfabrication process |
| キーワード(3)（和/英） | イオンチャネルセンサー / ion channel sensor |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 但木 大介 / Daisuke Tadaki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 平野 愛弓 / Ayumi Hirano-Iwata |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 石橋 健一 / Kenichi Ishibashi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 株式会社 半一(略称：半一) Hang-Ichi Corporation(略称：Hang-Ichi) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 荒木 駿 / Shun Araki |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 吉田 美優 / Miyu Yoshida |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 荒田 航平 / Kohei Arata |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 大堀 健 / Takeshi Ohori |
| 第 7 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 山本 英明 / Hideaki Yamamoto |
| 第 8 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 9 著者 氏名（和/英） | 庭野 道夫 / Michio Niwano |
| 第 9 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 発表年月日 | 2016-04-21 |
| 資料番号 | ED2016-2 |
| 巻番号（vol） | vol.116 |
| 号番号（no） | ED-14 |
| ページ範囲 | pp.5-7(ED), |
| ページ数 | 3 |
| 発行日 | 2016-04-14 (ED) |