【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24OS1027
利用課題名 / Title
高感度ウイルスナノセンサの開発
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
微細加工
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
田中 裕行
所属名 / Affiliation
大阪大学産業科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
小本祐貴
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-110：リアクティブイオンエッチング装置
OS-114：RFスパッタ成膜装置（金属成膜用）
OS-115：RFスパッタ成膜装置（絶縁体成膜用）
OS-113：多元DC/RFスパッタ装置
OS-104：自動搬送電子ビーム描画装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
固体ナノポアは、検出対象とする物質の大きさに合わせた細孔を加工することで、細胞からウイルスまで様々なサイズの粒子を1粒子レベルで検出できる高感度なセンサとして用いることができる。本課題では、花粉アレルゲン検出に適したサイズの固体ナノポアを加工し、イオン電流計測によるアレルゲン物質の検出を試みた。
実験 / Experimental
0.5 mm厚の4インチSiウエハに50 nm厚の窒化シリコン膜が被覆されたものを基板に用いた。まず、当該Siウエハを25 mm角の大きさにダイシングカットし、片面にメタルマスクを置いて、CHF3ガスを用いたRIEにより窒化シリコン層を部分的に除去した。続いてKOH溶液に浸漬し約80 ℃に昇温することで、Si層の異方性エッチングを行った。これにより、基板の片面に厚さ約50 nmの窒化シリコンメンブレンを形成した。その後、ZEP520-Aをスピンコートし、プレベーク後、電子線描画装置を用いて直径300 nmの円を描画した。続いて現像後の残存レジスト層をマスクにし、反応性イオンエッチング（CHF３）により露出された窒化シリコン層を掘削することで、ナノポアを開口させた。作製したナノポアチップの上下をポリジメチルシロキサンで作られたブロックで封止し、スギ花粉とヒノキ花粉を懸濁させたリン酸緩衝液（1.37 M NaCl）を充填した上で、1対の銀/塩化銀電極を用いてナノポアを通るイオン電流を測定した。
結果と考察 / Results and Discussion
電圧が特定の極性の場合において、パルス状のイオン電流変化が観測された。この結果から、固体ナノポアセンサが花粉アレルゲンの検出に適用可能なことが確認できた。今後は異種花粉アレルゲンの1粒子識別に向けて加工条件を改良し、ナノポアの直径をよりアレルゲンのサイズに近づけることで、アレルゲン検出の高感度化に取り組む予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件