電界駆動型流体トランジスタを用いた高速遺伝子センシングシステムの研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25750187
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 坂本 憲児 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 准教授 (10379290)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: マイクロポンプ / microTAS / マイクロ流路 / Lab on a Chip / 電気浸透流

Outline of Annual Research Achievements

個人の体質による個別治療を実現するためには、体質に関わる特定遺伝子配列を臨床現場で迅速に診断する必要がある。現在主流の解析装置は一台数千万円～一億円と高額であり専門の医療・研究機関でしか使うことはできない。また装置が複雑で解析には時間がかかる問題がある。遺伝子の配列情報を臨床利用するためには、簡便・迅速・安価な遺伝子解析のツールが必要である。この課題に対して研究者は、遺伝子解析ツールとして注目されている遺伝子トランジスタの研究を発展させ、本研究で進めるポンプ-バルブ素子と遺伝子トランジスタとの集積化を行い、簡便で迅速で安価な遺伝子解析システムの装置化を目指している。
２７年度は試作した電界駆動型流体トランジスタのバルブ部の駆動制御の研究を行った。流体ゲート部を気泡バルブ駆動に変更し、送液の停止および再流動を確認し、ポンプ-バルブ素子として送液を可能にした。またセンサ部の作製プロセスの検討も行った。プロセスの条件出しを進め、駆動回路で用いる素子の電気特性の調整を行い、駆動回路を作製可能なプロセス条件を選定する事が出来た。また、この工程をPre-CMOS工程へ適用するために、エッチング面の平坦化処理について研究を進めた。平坦化の最適化プロセスを調査し、エッチング面に微細加工プロセスが可能になった。この成果よりCMOS-MEMS融合工程が可能になり、ポンプ-バルブ-センサ集積化デバイス用の一体化プロセスが可能になった。さらに複数の電界駆動型流体トランジスタを制御し順次送液を行う駆動回路の研究を行い、時間制御法による送液制御システムを構築した。
本研究期間では要素技術研究に専念しており、必要な要素技術は確立できたが研究成果として発表するには至らなかった。現在これらの要素研究をまとめ、ポンプ-バルブ-センサ集積化デバイスの作製を行っており、今後この成果をまとめ報告する予定である。