Development of label-free bioimaging technology using organic field-effect transistor

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02587
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Jun'ya Tsutsumi 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, 研究グループ長 (30573141)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 有機薄膜トランジスタ / バイオイメージング / バイオセンサー / 非標識 / 変調分光

Outline of Final Research Achievements

We developed a new label-free bioimaging technique using the gate-modulation imaging technique which visualizes spatial charge distribution in a transistor channel. The method utilizes the phenomenon that charge density of electric double layer, formed at the interface between the transistor channel and electrolyte solution, responses sensitively to adsorption of biological material. We achieved high sensitivity for real-time visualization of biomolecular adsorption with the thickness of a few nanometers, affording visualization of specific adsorption of antibodies.

Free Research Field

有機エレクトロニクス、バイオエレクトロニクス、バイオセンサー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電気二重層を用いた新原理のイメージング技術を確立し、極微量の生体分子間の相互作用を、非標識・リアルタイム・広視野で観測可能な従来にないイメージング性能を達成した。今後、当該技術の優位性を発揮できるアプリケーションとして、生体組織の未知の動態の可視化や、DNAマイクロアレイやプロテインアレイといった高スループットの生体分子間相互作用スクリーニングへの応用研究を継続し、学術・産業応用の双方にインパクトのある成果につなげていく。