Tsukuru Minamiki

南木 創 / Tsukuru Minamiki

博士(工学)

国立研究開発法人 産業技術総合研究所
健康医工学研究部門 ナノバイオデバイス研究グループ
主任研究員

経歴

研究概要

ナノサイズの微小な界面・空間は、異相の交わりや分子の夾雑によって織りなされる奇特な性質を示します。例えば機能の最小構成単位である分子は、ナノ環境に集積されることでバルク相中とは大きく異なる振る舞いをみせます。我々はこのようなナノ環境を物質工学的に制御する手法を構築し、さらにそのデバイス化を図ることで、特異な機能の創発と応用開拓に挑んでいます。

分子認識場のオンデマンド構築
 ナノ界面・空間において分子認識ユニットの組織化制御を実現する材料・プロセスを開発し、分子センサの選択性をオンデマンドに調節する技術を実証しています。さらに、多彩な分子認識場をワンチップ上に集約・並列化することで、多岐に渡る生体分子の動態を「いつでも・どこでも」「定量的・網羅的に」解析し得る分子計測基盤の創出を目指しています。

アクアトロニクス
 電子デバイスの動作にあたって、”水”は通常忌避すべき存在とされています。一方で、電解質を含む水溶液は微小な電界下において、極めて高いキャリアドーピングを実現する誘電層をナノ界面に形成します。このような水の特異性に着目し、電子デバイスの構成要素として”水”をあえて組み込むことで、グリーンかつ高性能な情報変換デバイスの開発に挑戦しています。

論文

  1. Amino acid interactions dependent on the polymerization of charged residues and surface properties of monolayers
    Nomoto, A.; Shiraki, K.; Minamiki, T.*
    RSC Appl. Interfaces 2025, 2, 976-983.
  2. Analysis of interactions between amino acids and monolayers of charged side chains
    Nomoto, A.; Shiraki, K.; Minamiki, T.*
    RSC Appl. Interfaces 2025, 2, 243-250.
  3. Displacement Assay in a Polythiophene Sensor System Based on Supramacromolecuar Disassembly-Caused Emission Quenching
    Minamiki, T.*; Esaka, R.; Kurita, R.
    Sensors 2024, 24, 4245.
  4. Digital Evaluation of Growth and Lipid Production in Lipomyces starkeyi from a Single Cell
    Tanaka, Y.; Minamiki, T.; Kurita, R.
    ACS Food Sci. Technol. 2024, 4, 1544-1548.
    (This article was selected as a Supplementary Cover Art.)
  5. Cationic polyelectrolytes prevent the aggregation of l-lactate dehydrogenase under unstable conditions
    Yoshida, T.; Sakakibara, N.; Ura, T.; Minamiki, T.; Shiraki, K.
    Int. J. Bio. Macromol. 2024, 257, 128549.
  6. Arrayed labeling-free cultivation and growth evaluation from a single microorganism
    Tanaka, Y.; Minamiki, T.; Kurita, R.
    Anal. Methods 2023, 15, 3019-3025.
    (This article was selected as a Front Cover.)
  7. Real-Time Detection of Glyphosate by a Water-Gated Organic Field-Effect Transistor with a Microfluidic Chamber
    Asano, K.; Didier, P.; Ohshiro, K.; Lobato-Dauzier, N.; Genot, A.; Minamiki, T.; Fujii, T.; Minami, T.
    Langmuir 2021, 37, 7305-7311.
    (This article was selected as a Front Cover.)
  8. Flexible organic thin-film transistor immunosensor printed on a one-micron-thick film
    Minamiki, T.; Minami, T.; Chen, Y.-P.; Mano, T.; Takeda, Y.; Fukuda, K.; Tokito, S.
    Comms. Mater. 2021, 2, 8.
    (This article was highlighted by Nature Portfolio Device & Materials Engineering Community.)
  9. A Water-Gated Organic Thin-Film Transistor for Glyphosate Detection: A Comparative Study with Fluorescence Sensing
    Sasaki, Y.; Asano, K.; Minamiki, T.; Zhang, Z.; Takizawa, S.; Kubota, R.; Minami, T.
    Chem. Eur. J. 2020, 26, 14525-14529.
    (This article was selected as a Very Important Paper and a Cover Picture.)
  10. The Power of Assemblies at Interfaces: Nanosensor Platforms Based on Synthetic Receptor Membranes
    Minamiki, T.*; Ichikawa, Y.; Kurita, R.*
    Sensors 2020, 20, 2228. (Review)
    (This article was selected as an Issue Cover.)
  11. Protein Assays on Organic Electronics: Rational Device and Material Designs for Organic Transistor-Based Sensors
    Minamiki, T.; Kubota, R.; Sasaki, Y.; Asano, K.; Minami, T.
    ChemistryOpen 2020, 9, 573-581. (Minireview)
  12. Systematic Investigation of Molecular Recognition Ability in FET-Based Chemical Sensors Functionalized with a Mixed Self-Assembled Monolayer System
    Minamiki, T.*,+; Ichikawa, Y.+; Kurita, R.*
    ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 15903-15910.
    (+These authors contributed equally to this paper.)
  13. Microfluidic System with Extended-Gate-Type Organic Transistor for Real-Time Glucose Monitoring
    Didier, P.; Lobato-Dauzier, N.; Clément, N.; Genot, A. J.; Sasaki, Y.; Leclerc, É; Minamiki, T.; Sakai, Y.; Fujii, T.; Minami, T.
    ChemElectroChem 2020, 7, 1332-1336.
    (This article was selected as a Cover Feature.)
  14. An Extended-Gate Type Organic Transistor with a Solution Processable Small-Molecule Semiconductor Capable of Detecting Glutathione in Water
    Asano, K.; Aiko, M.; Yamanashi, Y.; Sasaki, Y.; Nakahara, K.; Minamiki, T.; Koike, T.; Minami, T.
    Jpn. J. Appl. Phys. 2020, 59, SGGG07.
  15. Chemical Sensing Platforms Based on Organic Thin-Film Transistors Functionalized with Artificial Receptors
    Kubota, R.; Sasaki, Y.; Minamiki, T.; Minami, T.
    ACS Sens. 2019, 10, 2571-2587. (Perspective)
    (This article was selected as a Supplementary Cover.)
  16. Potentiometric detection of biogenic amines utilizing affinity on a 4-mercaptobenzoic acid monolayer
    Minamiki, T.*; Kurita, R.*
    Anal. Methods 2019,11, 1155-1158.
    (This article was selected as an Outside Front Cover. / Invited Paper for Special Issue on "Electrochemistry for health applications")
  17. An Organic FET with an Aluminum Oxide Extended Gate for pH Sensing
    Minamiki, T.; Sekine, T.; Aiko, M; Su, S.; Minami, T.
    Sens. Mater. 2019, 31, 99-106.
  18. Fabrication of a Flexible Biosensor based on an Organic Field-effect Transistor for Lactate Detection
    Minamiki, T.; Tokito, S.; Minami, T.
    Anal. Sci. 2019, 35, 103-106.
  19. Development of polymer field-effect transistor-based immunoassays
    Minamiki, T.; Sasaki, Y.; Su, S.; Minami, T.
    Polym. J. 2019, 51, 1-9. (Focus Review)
    (This article was selected as a Featured Article.)
  20. Development of Enzymatic Sensors Based on Extended-gate-type Organic Field-effect Transistors
    Minami, T.; Minamiki, T.; Sasaki, Y.
    Electrochemistry 2018, 86, 303-308. (Comprehensive Paper)
    (This article was selected as a Feature Article.)
  21. An electrolyte-gated polythiophene transistor for the detection of biogenic amines in water
    Minamiki, T.; Hashima, Y.; Sasaki, Y.; Minami, T.
    Chem. Commun. 2018, 54, 6907–6910.
    (This article was advertised by the ChemComm Official Twitter Account.)
  22. An organic transistor-based electrical assay for copper(II) in water
    Sasaki, Y.; Minami, T.; Minamiki, T.; Tokito, S.
    Electrochemistry 2017, 85, 775–778.
  23. A molecular self-assembled colourimetric chemosensor array for simultaneous detection of metal ions in water
    Sasaki, Y.; Minamiki, T.; Tokito, S.; Minami, T.
    Chem. Commun. 2017, 53, 6561–6564.
    (This article was selected as an Inside Front Cover article.)
  24. Label-Free Direct Electrical Detection of a Histidine-Rich Protein with Sub-Femtomolar Sensitivity using an Organic Field-Effect Transistor
    Minamiki, T.+; Sasaki, Y.+; Tokito, S.; Minami, T.
    ChemistryOpen 2017, 6, 472–475.
    (+These authors contributed equally to this paper. / This article was selected as a Front Cover article. / This article was also selected as one of the top downloaded article in 2017-2018.)
  25. Label-Free Detection of Human Glycoprotein (CgA) Using an Extended-Gated Organic Transistor-Based Immunosensor
    Minamiki, T.; Minami, T.; Sasaki, Y.; Wakida, S.; Kurita, R.; Niwa, O.; Tokito, S.
    Sensors 2016, 16, 2033.
  26. Selective nitrate detection by an enzymatic sensor based on an extended-gate type organic field-effect transistor
    Minami, T.; Sasaki, Y.; Minamiki, T.; Wakida, S.; Kurita, R.; Niwa, O.; Tokito, S.
    Biosens. Bioelectron. 2016, 81, 89–91.
  27. Electric Detection of Phosphate Anions in Water by an Extended-Gate Type Organic Field-Effect Transistor Functionalized by a Zinc(II)-Dipicolylamine Derivative
    Minami, T.; Minamiki, T.; Tokito, S.
    Chem. Lett. 2016, 45, 371–373.
  28. Detection of Mercury (II) Ion in Water using an Organic Field Effect Transistor with a Cysteine-immobilized Gold Electrode
    Minami, T.; Minamiki, T.; Tokito, S.
    Jpn. J. Appl. Phys. 2016, 55, 04EL02.
  29. Antibody- and Label-Free Phosphoprotein Sensor Device Based on an Organic Transistor
    Minamiki, T.; Minami, T.; Koutnik, P.; Anzenbacher, Jr., P.; Tokito, S.
    Anal. Chem. 2016, 88, 1092–1095.
  30. A mercury (II) ion sensor device based on an organic field effect transistor with an extended-gate modified by dipicolylamine
    Minami, T.; Sasaki, Y.; Minamiki, T.; Koutnik, P.; Anzenbacher, Jr., P.; Tokito, S.
    Chem. Commun. 2015, 51, 17666–17668.
    (This article was selected as a Back Cover article.)
  31. An Organic Field-Effect Transistor with an Extended-Gate Electrode Capable of Detecting Human Immunoglobulin A
    Minamiki, T.; Minami, T.; Sasaki, Y.; Kurita, R.; Niwa, O.; Wakida, S.; Tokito, S.
    Anal. Sci. 2015, 31, 725–728.
    (This article was selected as The TOP 3 most cited papers of Analytical Sciences in 2016.)
  32. An Extended-gate Type Organic FET Based Biosensor for Detecting Biogenic Amines in an Aqueous Solution
    Minami, T.; Sato, T.; Minamiki, T.; Tokito, S.
    Anal. Sci. 2015, 31, 721–724.
    (This article was selected as a Hot Article.)
  33. A novel OFET-based biosensor for the selective and sensitive detection of lactate levels
    Minami, T.; Sato, T.; Minamiki, T.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Biosens. Bioelectron. 2015, 74, 45–48.
  34. Anion Sensor Based on Organic Field Effect Transistor
    Minami, T.; Minamiki, T.; Tokito, S.
    Chem. Commun. 2015, 51, 9491–9494.
  35. Printed Organic Transistors with Uniform Electrical Performance and Their Application to Amplifiers in Biosensor
    Fukuda, K.; Minamiki, T.; Minami, T.; Watanabe, M.; Fukuda, T.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Adv. Electron. Mater. 2015, 1, 1400052.
    (This article was selected as a Back Cover article.)
  36. Extended-gate organic field-effect transistor for the detection of histamine in water
    Minamiki, T.; Minami, T.; Yokoyama, D.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Jpn. J. Appl. Phys. 2015, 54, 04DK02.
  37. Cysteine detection in water using an organic field-effect transistor with a gold extended-gate electrode
    Minami, T.; Minamiki, T.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Jpn. J. Appl. Phys. 2015, 54, 04DK01.
  38. A Label-Free Immunosensor for IgG Based on an Extended-Gate Type Organic Field Effect Transistor
    Minamiki, T.; Minami, T.; Kurita, R.; Niwa, O.; Wakida, S.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Materials 2014, 7, 6843–6852.
  39. An extended-gate type organic field effect transistor functionalized by phenylboronic acid for saccharide detection in water
    Minami, T.; Minamiki, T.; Hashima, Y.; Yokoyama, D.; Sekine, T.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Chem. Commun. 2014, 50, 15613–15615.
  40. Accurate and reproducible detection of proteins in water using an extended-gate type organic transistor biosensor
    Minamiki, T.; Minami, T.; Kurita, R.; Niwa, O.; Wakida, S.; Fukuda, K.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 243703.
    (This article was selected as the Most Read article in 2016, the Most Accessed articles in 2014-2015 in Biophysics and Bio-Inspired Systems from Applied Physics Letters.)
  41. syn-/anti-Anthradithiophene Derivative Isomer Effects on Semiconducting Properties
    Mamada, M.; Katagiri, H.; Mizukami, M.; Honda, K.; Minamiki, T.; Teraoka, R.; Uemura, T.; Tokito, S.
    ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 9670–9677.
  42. Strain sensitivity and durability in p-type and n-type organic thin-film transistors with printed silver electrodes
    Fukuda, K.; Hikichi, K.; Sekine, T.; Takeda, Y.; Minamiki, T.; Kumaki, D.; Tokito, S.
    Sci. Rep. 2013, 3, 2048.
  43. Synthesis, Physical Properties, and Field-Effect Mobility of Isomerically Pure syn-/anti-Anthradithiophene Derivatives
    Mamada, M.; Minamiki, T.; Katagiri, H.; Tokito, S.
    Org. Lett. 2012, 14, 4062–4065.

特許

外部資金

解説・著書

  1. 界面分子集積体修飾型トランジスタセンサを用いるポリアミン類の検出
    南木 創*; 栗田 僚二
    分析化学 2025, 74, 249–256.
  2. オンサイト化学分析を指向した分子集積デバイス
    南木 創*; 栗田 僚二
    近未来のデジタルヘルスを支える酵素バイオ技術〜センサと発電〜 2022, 第IV編 第9章,シーエムシー出版.
  3. 分子アレイデバイスと多変量解析による生体試料評価法
    冨田 峻介*,菅井 祥加,南木 創,栗田 僚二
    電気化学 2020, 88, 262-271.
  4. 有機トランジスタ型化学センサの開発動向
    浅野 康一郎,南木 創,南 豪*
    ウェアラブル医療・ヘルスケア機器の技術と市場 2020, 技術編,第7章,シーエムシー出版.
  5. 有機トランジスタ型化学センサの開発動向
    浅野 康一郎,南木 創,南 豪*
    バイオインダストリー 2020, 37, 57-65,シーエムシー出版.
  6. 有機トランジスタによるタンパク質検出:抗体から人工レセプタ材料への展開
    Minamiki, T.; Asano, K.; Sasaki, Y.; Kubota, R.; Minami. T.*
    Chemical Sensors 2019, 35, 131-138.
  7. 有機トランジスタをプラットフォームとした超分子センサデバイスの開発
    佐々木 由比,南木 創,南 豪*
    有機合成化学協会誌 2018, 76, 1086-1097.
  8. 有機薄膜デバイスの分析化学への展開: 分子認識能を付与した有機薄膜トランジスタによる化学センシング
    南木 創,南 豪*
    分析化学 2018, 67, 229–237.
  9. ボロン酸の化学的性質に基づいたポリマースポンジの機能化手法
    南木 創*
    ぶんせき 2017, 11, 553.
  10. π共役高分子の構造制御による光学ケモセンサー及び電気化学センサーデバイスの開発
    南 豪*南木 創
    ぶんせき 2017, 10, 497-500.
  11. 有機FET型化学センサ
    南 豪*,南木 創,時任 静士
    ウェアラブル機器の開発とマーケット・アプリケーション・法規制動向~ヘルスケア分野を中心として~ 2017, 第1章 第3節,R&D支援センター.
  12. プリンテッドバイオセンサの開発と応用
    南 豪*南木 創,時任 静士
    応用物理 2017, 86, 131-135.
  13. 有機FET型化学センサ
    南 豪*南木 創,時任 静士
    IoTを指向するバイオセンシング・デバイス技術 2016, 第2章 第2節,シーエムシー出版.
  14. 有機トランジスタ型化学センサの開発動向
    南 豪*南木 創,時任 静士
    ヘルスケアを支えるバイオ計測 2016, 第5章 第4節,シーエムシー出版.
  15. フレキシブル印刷型有機FETバイオセンサの創成
    時任 静士*南木 創,南 豪
    日本画像学会誌 2016, 55, 64-75.
  16. 有機トランジスタ構造を用いたバイオセンサと化学センサの基盤研究
    南 豪*南木 創,時任 静士
    Chemical Sensors 2014, 30, 139-148.

招待・依頼講演

  1. 「分子のわずかな違いを見分ける化学センサデバイス」
    南木 創;健康医工学研究部門 部門講演会(産業技術総合研究所 四国センター);2025年10月2日.
  2. 「構造相同性の高い類縁体・異性体分子群の簡易識別・モニタリング」
    南木 創;新技術説明会(JST)(オンライン);2025年9月19日.
  3. 「”はざま”をつくる・つかう:固液界面の精密制御による分子センサの開発」
    南木 創;TI-FRIS支援セミナー(山形大学工学部);2024年12月13日.
  4. 「ナノ界面の精密制御に基づく分子センサデバイスの開発」
    南木 創;化学とマイクロ・ナノシステム学会 第49回研究会(東京農工大学);2024年6月2日.
  5. 「Development of On-site Simultaneous Sensing Platforms for Health-related Biomarker Molecules」
    Tsukuru Minamiki;第4回卓越大学院プログラム 日英グローバルヘルスシンポジウム(長崎大学);2023年1月23日.
  6. 「界面・薄膜の精密制御による分子センサデバイスの開発」
    南木 創;日本分析化学会関東支部 新世紀新人賞受賞講演会(日本電子株式会社 東京支店);2023年1月13日.
  7. 「感染症拡大抑止を支援するセンシング・ハブ基盤の構築」
    南木 創;CREST「細胞外微粒子」領域主催 第1回 CREST・さきがけ領域横断シンポジウム~コロナ関連課題を中心に~(日本科学未来館);2022年10月14日.
  8. 「界面集積を鍵とする分子認識場の構築と分析化学への展開」
    南木 創;産業技術総合研究所 健康医工学研究部門講演会(オンライン);2022年7月25日.
  9. 「ナノ界面の精密制御によるオンサイト分子解析デバイスの開発」
    南木 創;関西バイオ医療研究会 第15回講演会(産業技術総合研究所 関西センター);2022年6月10日.
  10. 「”はざま”をつくる・つかう ~ナノ界面制御による分子センサの開発~」
    南木 創;The 97th Scienc-ome(オンライン);2022年5月25日.
  11. 「ナノ界面の設計・制御による分子認識デバイスの開発」
    南木 創;令和3年度分析イノベーション交流会(オンライン);2022年1月26日.
  12. 「機能性界面・空間のマルチスケール制御に立脚したバイオ分析基盤の開発」
    南木 創;第4回TIA-EXA広域エレクトロニクス融合セミナー(オンライン);2020年11月16日.
  13. 「選択的相互作用により駆動する固体発光ポリマーシステム」
    南木 創;新技術説明会(JST)(オンライン);2020年9月10日.
  14. 「Organic Transistors Decorated with Artificial Molecular Receptors for Detecting Proteins」
    Tsukuru Minamiki;RCAS & AIST Bilateral Conference(台湾 Academia Sinica);2019年12月16日.
  15. 「"Engineering meets Biology" ~生命の理解に異分野融合が果たす役割~」
    南木 創;令和元年度第1回プリンテッドデバイス技術研究部門報告会(山形大学工学部);2019年8月9日.
  16. 「Label-free biosensing platforms based on organic electronic devices」
    Tsukuru Minamiki;Academia Sinica-AIST Joint Symposium(産業技術総合研究所つくばセンター);2019年3月12日.
  17. 「π共役高分子の電子的摂動を活用した化学センサデバイスの構築」
    南木 創,南 豪;日本分析化学会 第66年会 分析化学をリードする若手研究者シンポジウム(東京理科大学葛飾キャンパス);2017年9月10日.

受賞

連絡先

〒305-8566 茨城県つくば市東1-1-1中央事業所6群
Email: t.minamiki[at]aist.go.jp