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磁気ビーズと集積化磁気センサを利用した細胞観測システムの観測速度と精度の向上

研究課題

研究課題/領域番号 17K06369
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関茨城大学

研究代表者

木村 孝之  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (50302328)

研究分担者 増澤 徹  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40199691)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード磁気センサ / 集積化センサ / 微細コイル / 位相限定相関 / ホール素子 / CMOS / 電子デバイス・機器 / バイオ関連機器 / 先端機能デバイス / スマートセンサ情報システム
研究成果の概要

磁気ビーズと集積化磁気センサを用いることで、創薬やスクリーニングに適用可能な細胞観測・順送り運搬システムに関する研究を行った。磁気ビーズを駆動するための微細なコイルや、そのビーズを観測するための磁気センサを、集積回路技術により作製した。作製した磁気センサでのノイズが入力磁場換算で0.21mTp-pまで低減することができた。また、作製したコイルにより、磁気ビーズを30μm/sの速度で運搬することができた。さらに磁気ビーズの位置検出処理を8000回/秒で行うための改良を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

磁気ビーズを操作するための微細コイルや、磁気ビーズを観測するための集積化センサに関する研究はこれまで行われてきているが、本研究の様に操作と観測を同時に行うシステムに関する研究はほとんど行われていない。本研究では研究代表者が実現してきた磁気ビーズの操作・観測システムにおいてボトルネックとなっていた磁気ビーズの操作速度と観測のスループットを向上することを目的とし、向上を実現できた。そのため、本システムを創薬やスクリーニングに応用することでより当該分野での研究効率を上げることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 2次元集積化磁気センサへの相関二重サンプリングの導入とノイズ低減に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      木村孝之、山根康平、増澤徹
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 139 号: 3 ページ: 61-62

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.139.61

    • NAID

      130007606916

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 集積化磁気センサにおけるロックイン検出への相関2重サンプリングの導入2021

    • 著者名/発表者名
      川本龍一・木村孝之・増澤徹
    • 学会等名
      令和2年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スパイラルコイルと平行配線の組み合わせによる磁気ビーズの連続移動に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      中山泰晶・木村孝之・増澤徹
    • 学会等名
      令和2年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重によるロックイン検出の集積化磁気センサアレイへの導入2019

    • 著者名/発表者名
      山根康平・木村孝之・増澤徹
    • 学会等名
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元集積化磁気センサとロックイン検出を用いた微小磁場の測定に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      藤村周平・山根康平・木村孝之・増澤徹
    • 学会等名
      令和元年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元集積化磁気センサにおけるCDSによる固定パターンノイズ低減に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      木村 孝之, 山根 康平, 増澤 徹
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FPGA実装を目的とした位相限定相関法によるサブピクセルレベルの高速位置検出に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      永井達彬,木村孝之,増澤 徹
    • 学会等名
      平成30年度 電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元集積化磁気センサ出力のロックイン検出に関する基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      山根康平,木村孝之,増澤 徹
    • 学会等名
      平成30年度 電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 集積化磁気センサの感度不均一性が位相限定相関法による位置検出に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      永井達彬,宇野一弥,木村孝之,増澤徹
    • 学会等名
      電気学会 東京支部 茨城支所 研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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