マルチイオンイメージング装置の開発と生物試料への応用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550791
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉信 達夫 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (30243265)
• 研究分担者: 岩崎 裕 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00029901)
• キーワード: センサー / 化学センサー / イオン / 半導体デバイス / LAPS / 化学イメージセンサー

研究概要

本研究は複数種類のイオンの濃度測定および空間分布の画像化を行うことができる化学センサーの開発を目的として行ったものである。昨年度は一枚のセンサー基板上に複数のイオノフォアを有するポリマー膜の集積パターンを作製し、その特性を評価したほか、4種類までのイオン濃度を同時に測定できる携帯型センサーの試作を行ったが、今年度はさらに集積度を上げて、16点の測定が可能なセンサーデバイスを開発し、測定回路・ソフトウェアを作製した。
化学イメージセンサーのマイクロ流路デバイスへの応用を目指して、センサー基板上に微小流路を作製し、流路内のイオン濃度分布や、流路内の定点におけるイオン濃度の時間変化測定を行った。この方法では、信号読み出しのためのレーザ照射位置を変えることによって、流路内の任意の位置でイオン濃度の測定を行うことが可能である。
また、生物試料への応用を念頭に、センサー基板表面上に生体分子の微細パターンを形成する技術の開発を行った。原子間力顕微鏡探針を用いた陽極酸化プロセスによって、シリコン基板表面にサブミクロンスケールの酸化膜パターンを描画し、これをテンプレートとして、リンカ分子を介してたんぱく質分子やDNA分子を表面に固定するプロセスを開発した。この方法では原子間力顕微鏡による画像測定と組み合わせた正確な位置合わせが可能であり、将来的には、たとえば微小電極間に1〜数分子レベルの生体分子を配置することが可能であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] A.B.Md.Ismail et al.: "Investigation on Light-Addressable Potentiometric Sensor as a Possible Cell-Semiconductor Hybrid"Biosensors and Bioelectronics. Vol.18,no.12. 1509-1514 (2003)
• [文献書誌] T.Yoshinobu et al.: "AFM Fabrication of Oxide Patterns and Immobilization of Biomolecules on Si Surface"Electrochimica Acta. vol.48,nos.20-22. 3131-3135 (2003)
• [文献書誌] Yu.Mourzina et al.: "K^+-Selective Field-Effect Sensors as Transducers for Bioelectronic Applications"Electrochimica Acta. vol.48,nos.20-22. 3333-3339 (2003)
• [文献書誌] T.Yoshinobu et al.: "Portable Light-Addressable Potentiometric Sensor (LAPS) for Multisensor Applications"Sensors and Actuators B. vol.95,nos.1-2. 352-356 (2003)
• [文献書誌] A.Poghossian et al.: "Flow-Velocity Microsensors Based on Semiconductor Field-Effect Structures"Sensors. vol.3. 202-212 (2003)
• [文献書誌] S.Kodera et al.: "Detection of Protein-Protein Interactions on SiO_2/Si Surfaces by Spectroscopic Ellipsometry"Analytical Biochemistry. vol.321,no.1. 65-70 (2003)