2017 Fiscal Year Annual Research Report
Rapid and high resolution molecular imaging with stigmatic imaging mass spectrometry
| Project Area | Interdisciplinary research on quantum imaging opened with 3D semiconductor detector |
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| Project/Area Number |
25109009
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
粟津 邦男 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30324817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間 久直 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70437375)
青木 順 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), その他 (90452424)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | イメージング質量分析 / 投影型 / silicon-on-insulator / 3次元半導体検出器 / 量子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題ではイメージング質量分析（imaging mass spectrometry; IMS）による迅速で高解像度な生体内分子イメージング装置の開発を行った。過去の研究で通常の走査型IMSよりも短時間での測定が可能で高解像度な投影型IMS装置の開発を行い、世界最高の空間分解能1 μmを達成した。しかし、投影型IMSの実用化にはイオンの入射位置と到達時間の両者を同時かつ高頻度に測定可能なイオン検出器の開発が必要となるため、silicon-on-inslulator（SOI）半導体ピクセル検出器を用いた新規イオン検出器の開発を行った。本研究課題で開発した生体内分子イメージング技術の実現により、バイオ・医療分野では病理研究や迅速な病理診断に加え、放射性物質の体内動態の測定などへの応用が、医薬品業界では新薬開発の高効率化が期待できる。工業分野でも新たなアプローチでの有機電子デバイス開発などが可能になると予想される。
投影型IMSに必要となるSOIピクセル検出器について、A01班、A02班の協力の下に検出器の詳細な仕様検討を行い、平成25、26年度は年に2回、以降は年に1回の試作を行った。平成29年度には、これまでの試作チップの評価結果を反映させて、192×192ピクセルで13.75x15.3 mm2の最終試作チップ、同チップを動作させるための回路基板、および制御プログラムを作製し、目標としていた時間分解能1 nsでの動作を実現した。また、これらの評価に用いるためのIMS用イオン源、真空容器、およびイオン光学系用の高圧電源の設計・製作を行った。平成27年度に新たな課題として見つかった検出感度の不足について改良、および評価を行い、単一イオンでも検出できる十分な感度が得られていることを確認した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 投影型イメージング質量分析用時間検知型半導体検出器の開発IX2018
Author(s)
藤田陽一, 新井康夫, SOIPIXグループ, 松岡久典, 本堂敏信, 間久直, 河井洋輔, 青木順, 豊田岐聡, 粟津邦男, 羅晳珍
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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