2018 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrasensitive biological mass sensing by nonlinear mode localized microresonator array
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16H02318
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
藪野 浩司 筑波大学, システム情報系, 教授 (60241791)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 泰之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (00398637)
松本 壮平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (70358050)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | mass sensing / microcantilever / coupled resonator / mode coupling / self-excited oacillation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小質量計を開発して、生体試料を液中環境で生きたまま計測するin vivoセンシングを実現し、バイオ・ナノテクノロジー分野における、新しい計測領域への道を拓くことを目的として、全く新しい計測原理の提案とその実装に関してさらに研究を進めた。２つの連成レゾネーターの物理特性を一致させ、かつその連成効果を十分に小さくすることが、超高感度化に必要であることがこれまでの研究で明らかになっている。前年度においてそれを実現するために、「バーチャルカンチレバー」という、これまでにない概念を提案した。そのプロトタイプでは、ディジタル制御によりコンピューター内にバーチャルカンチレバーを構成していた。しかしながら、リアルカンチレバーが微細化され、共振周波数が極めて高くなる場合には、ディジタル信号処理では演算処理が追いつかなくなる。そこで、アナログ回路を用いたバーチャルカンチレバー方式を提案し、アナログ回路によりバーチャルなカンチレバーとリアルカンチレバーとを連成させた。この結果、連成レゾネーターの特性の一致と弱連成が高周波領域でも可能になった。また、バーチャルリアルカンチレバーを用いた、高精度高機能な計測システムを実現できることを実験によって確認した。さらに、液中生体試料観察の実現に向けて、流路をカンチレバー上にMEMS技術で製作することに成功した。この結果、直接カンチレバーを流体内に置くことがなくなるため、スプリアスの問題およびQ値低下の問題が解消された。さらに測定対象物を流体を使ってカンチレバー内を流通させるため、液体の密度計測にも本システムが利用できる。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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