2022 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of multi-modal ion image sensor to clarify interaction of neurotransmitters
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18H03778
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
澤田 和明 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40235461)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マルチモーダルセンサ / バイオセンサ / 半導体センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、マルチモーダルセンサのプラットフォームとしてこのプロジェクトで目標とした256×256画素、ピクセルピッチ5ミクロン、フレームレート50Flame毎秒で動作するセンサチップの製作に成功した。さらに、マルチ計測項目として、これまで世の中で成功していなかった、DO（溶存酸素）のイメージングに成功した。溶存酸素検出材料として、昨年度まで検討した酸化スズに代わり、酸化イリジウムに着目した。酸化スズでは、最小検出感度、ならびに検出の再現性が低かったが、最適な条件でイリジウム金属を酸化することで、0.1ppmの分解能で安永的に検出できる見通しが立った。また、これまで水素イオン濃度（pH）と溶存酸素の同時検出には成功してきたが、他のイオンや神経伝達物質とのマルチ検出に関して今年度は取り組んだ。これまでの検出対象に加えて、乳酸、カリウムイオン、カルシウムイオンの同時検出のイメージングデバイスの作製方法を検討した。それぞれ材料が異なる検出膜を集積化する為にインクジェト法を検討したが、解像度の点で微細化ができないことから、フォトリソグラフィ法を用いる方法を集中的に検討した。その結果、イオン感応膜として、これまでPVC膜を母体としていた物を、光感光性ポリマーに変更することで、画素毎にイオン検出部を形成できる見通しを得た。また、検出対象物質から放出された神経伝達物質が横方向に拡散し空間解像度を悪化させない手法について検討し、アルミナナノポア薄板をセンサ上に固定化することで、イオンが横方向に拡散しないことを実証した。本研究では以上の様な成果を得ることに成功したため、今後これらの成果を発展させ、生命科学分野を始めとする異分野へ展開可能なマルチモーダルセンサの開発を目指す．
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] ゴム系ネガレジストを用いた高分解能型マルチイオンイメージセンサの製作と海馬スライスの細胞外イメージング2023
Author(s)
大塚 惇平, 加藤 萌, 土井英生, Bijay Parajuli, 堀尾 智子,繁富 英治, 篠﨑 陽一, 崔 容俊, 高橋一浩, 服部 敏明, 野田俊彦, 小泉修一,澤田和明
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] IrOx薄膜を用いた溶存酸素イメージセンサの提案と評価2023
Author(s)
岩土遼介, 上田 玲奈, 堀尾 智子, 野田 佳子,赤井大輔,飛沢 健, 土井 英生, 崔 容俊, 高橋一浩, 野田 俊彦, 澤田 和明
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] マウスの自由行動実験に向けた参照電極内蔵型in-vivoイメージセンサの製作と評価2023
Author(s)
間所 麻衣,中村優斗, 堀内 浩, 小林知子,木村安行,堀尾智子,土井英生,崔容俊,高橋一浩,野田俊彦,鍋倉淳一,澤田和明
Organizer
第70回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] In-Vivo pH Imaging System for Hydrogen Ion Dynamics Observation in the Brain of a Freely-Moving Mouse2022
Author(s)
Mai Madokoro, Hiroshi Horiuchi, Tomoko Kobayashi, Tomoko Horio, Yasuyuki Kimura, Hideo Doi, Yong-Joon Choi, Kazuhiro Takahashi, Toshihiko Noda, Junichi Nabekura, Kazuaki Sawada
Organizer
2022 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of PVC membrane-based label-free K+ image sensor and imaging extracellular K+ dynamics in brain tissue2022
Author(s)
Hideo Doi, Tomoko Horio, Bijay Parajuli, Eiji Shigetomi, Youichi Shinozaki, Yong-Joon Choi, Toshiaki Hattori, Kazuhiro Takahashi, Toshihiko Noda, Schuichi Koizumi, Kazuaki Sawada
Organizer
IEEE SENSORS 2022
Int'l Joint Research
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[Presentation] 非拘束自由行動実験に向けたin vivoイメージングシステムの構築と実証2022
Author(s)
間所 麻衣, 堀内 浩, 小林 知子, 木村 安行,堀尾 智子, 土井 英夫, 崔 容俊, 高橋 一浩, 野田 俊彦, 鍋倉 淳一, 澤田 和明
Organizer
2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
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[Presentation] PVC膜型非標識カリウムイオンイメージセンサの開発と急性脳スライス標本を用いた細胞外応答の時空間イメージング2022
Author(s)
土井 英生, 堀尾 智子, Parajuli Bijay, 繁冨 英治,篠﨑 陽一, 崔 容俊, 服部 敏明, 高橋 一浩, 野田 俊彦, 小泉 修一, 澤田 和明
Organizer
2022年 第83回応用物理学会秋季学術講演会
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