| 研究課題/領域番号 |
20K14790
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
崔 容俊 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80868828)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | フィルタフリー / 波長検出 / CMOSセンサ / クロロフィル計測 / ウィルス検出 / 蛍光定量 / レジオネラ菌識別 / バイオセンサ / フィルタフリー波長検出センサ / LSPR / 蛍光検出 / イメージセンサ / 多波長 / レジオネラ菌検出 / クロロフィル測定 / ハイパースペクトル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蛍光検出法は得られる情報量が多く取り扱いが容易であるため，バイオイメージング分野における最も有用な方法の1 つとして注目されている．本研究ではCMOS技術により単画素で光学部品などを必要としない分光センサを実現し，波長別の光量の情報を画像化できるフィルタフリーハイパースペクトルイメージセンサを製作する．さらにこのセンサを用いて細胞，DNA，多項目の蛍光などをリアルタイムで観察できるシステムを製作することを目標とする．このデバイスは光学部品を用いて分光する従来の大規模な分光装置と比べ，小型化の利点を持つため生体内に直接埋込むなど幅広いバイオ分野への応用が期待される．
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| 研究成果の概要 |
CMOS技術により単画素で光学部品などを必要としないフィルタフリー波長検出センサを実現し，波長と光量の情報を画像化できるフィルタフリー波長イメージセンサを製作した．製作したセンサは可視光領域から近紫外線まで(λ:450-800 nm)の波長を光学フィルターを使用せず、0.1 nm以上の分解能で波長を識別し、それらの光強度の検出も同時検出された．さらにこのセンサを用いて、複数の蛍光試薬の定量、LSPRセンサとの融合によるCOVID-19の検出に成功した．信号処理回路の一体化により、植物のクロロフィルの計測とレジオネラ菌の識別に成功し、更なる発展が期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞などの検出には高い空間分解能が要求されており，高解像度のバイオイメージングに向け，より小さな画素を製作する研究が進められ，現在では数μm程度で技術的な限界に達した．また，特定波長を分析する分光装置は波長を分離する光学部品などにより，高価・大規模な装置になる問題かつ一ポイントのみの計測になる．開発したセンサは，特定波長を検出するため一般的に使用されている光学部品などを使用せず，単画素で光波長を検出することが可能であるため，バイオ分野で波長を検出する小型化システムが実現でき、その場診断などPOCTに応用が可能である．また，センサのアレイ化により，2次元の波長情報の画像化が可能になる．
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