課題番号 ：S-16-OS-0019
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：ナノ細孔とナノピラーを用いたアDNAセンシングデバイスの開発
Program Title (English) ：Development of microfluidic device of with integrated nanopore and nanopillar array for DNA sensing
利用者名（日本語） ：川合健太郎，岡田義之，金谷省吾，林拓海、岡田卓也、森田美穂
Username (English) ：K. Kawai，Y. Okada, S. Kanetani, T. Hayashi, T. Okada, and M. Morita
所属名（日本語） ：大阪大学 大学院工学研究科
Affiliation(English) ：Graduate school of Eng., Osaka Univ.

１．概要（Summary）
ナノポアを通過するイオン電流のコンダクタンス変化によって電気的にDNAシーケンスを行う手法は、膜タンパクのナノポアを用いることで塩基配列をシーケンス可能なことが実証されている。しかし、脂質二重層に埋め込まれたタンパクナノポアは連続して長時間の測定を行うことができず、固相ナノポアを用いたデバイスによるシーケンサが求められている。
シリコン基板上に作製されるマイクロ流路と一体化したナノポアを形成するために、熱酸化膜による自立薄膜形成と微細加工のために、ナノハブ共用拠点の設備を利用してデバイス作製を行った。

２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】
電子ビームリソグラフィー装置、LED描画システム、
マスクアライナ、深掘りエッチング装置(DRIE)
ナノ薄膜形成システム（EB蒸着）
高精細集束イオンビーム装置（He-IB）
リアクティブイオンエッチング装置
接触式膜厚計
【実験方法】
① 200 μm厚の(１１０)両面研磨シリコンウェハに熱酸化炉で熱酸化膜を形成．
② EB描画によりピラーアレイと壁構造を形成しBHFによって酸化膜を除去．
③ LED描画装置を用いて作製したフォトマスクを使用し、マスクアライナでパターニング.レジスト残渣をプラズマエッチング装置・プラズマクリーナーで除去．レジスト膜厚を接触式膜厚計で測定
④ DRIE装置で異方性エッチング．
⑤ 熱酸化炉で約50nmの酸化膜を形成．
⑥ EB蒸着装置で２方向から斜め蒸着を２回後BHFにより壁面の酸化膜除去, またはFIBにより酸化膜除去
⑦ TMAHによってシリコンを異方性エッチング．
⑧ He—IBを用いてナノポアを形成．SEMやTEM、Heイオン顕微鏡にてナノポア観察．

３．結果と考察（Results and Discussion）
マイクロ流路へのナノピラー・ナノポア一体化を実現した．

Fig.1 Nanopillar array.

Fig.2　Free-standing membrane and nanopore.
４．その他・特記事項（Others）
・関連する課題番号：F-16-OS-0025

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし．

６．関連特許（Patent）
なし