2008 Fiscal Year Annual Research Report
バイオCMOSテクノロジーの創成による小型可搬型・遺伝子ベース検査診断システム
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20226009
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中里 和郎 Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (90377804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇野 重康 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40420369)
小澤 寛晃 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 研究員 (50464152)
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| Keywords | バイオ・センサ集積回路 / スマートuTAS / バイオCMOS / 拡張ゲート型ISFET |
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| Research Abstract |
遺伝子情報解析をベースとした小型・可搬型診断・検査装置への応用に向けて、ラベルフリーで電気的にDNA配列を検出するバイオCMOS集積回路の方式を検討した。集積化に適した構造として拡張ゲート型MOSFET(金属-酸化膜-半導体・電界効果型トランジスタ)、集積化に適した回路として新しいソース・ドレイン・フォロワ回路を提案した。回路を設計し、1.2um標準CMOSプロセスを用いて試作を行い、溶液中での検出実験を行った。チップは32×32個のセンサからなるバイオ・センサ・アレイ・チップで、1,024のDNAのハイブリダイゼーション信号を5秒間隔で読むことができる。チップにはXYデコーダ、マルチプレクサの周辺回路を内蔵し、入出力信号線は10本(電源2本、アドレス線5本、行アクセス・ストローブ、列・アクセス・ストローブ、検出信号出力線)の最小数となるように構成した。試作チップを測定したところ、10nW/センサの超低消費電力、80um×100um/センサの高密度、2mV,10^<-5>V/℃の高精度を実証した。同チップ表面に溶液を供給する電気化学セルを設け、リン酸バッファ液中でDNAの吸着とハイブリダイゼーションの空間分布を時間発展過程として検出することに成功し、これによりバイオアッセイへの応用展開の可能性を示した。一方、バイオ反応の一様性の確保、信号の長時間ドリフト等の課題が明らかになり、cat-CVDにより緻密な窒化シリコン膜およびSU-8の保護膜を形成する等、その解決に向けた研究にとりかかった。更にチップ上でキャパシタンスを検出する回路を考案し、試作・実験により、DNAの検出に成功した。
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[Presentation] 光合成タンパク質PSIとCMOS集積回路のインテグレーションによるバイオ光受容素子2009
Author(s)
塚田淳一, 小郡寛晃, 宇野重康, 中里和郎, 寺崎正, 山本典孝, 平賀隆, 岩井雅子, 今野雅恵, 伊藤公祐, 井上康則
Organizer
第56回応用物理学関係連合講演会
Place of Presentation
筑波大学、茨城
Year and Date
2009-03-31
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[Presentation] Integrated Bio-Photosensor with Extended-gate Source-Drain Follower on a Chip2009
Author(s)
J. Tsukada, H. Ozawa, S. Uno, K. Nakazato, N. Terasaki, N. Yamamoto, T. Hiraga, M. Iwai, M. Konno, K. Ito, Y. Inoue
Organizer
Fifth International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
Place of Presentation
Miyazaki, Japan
Year and Date
2009-03-17
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