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1.単分子のオンチップ計測技術
1個の分子による信号は微弱であり、精度良く安定に検出するには、分子直下でオンチップ計測する必要がある。電気伝導とキャパシタンスのオンチップ計測を行うアナログCMOS集積回路を設計・試作した。電気伝導計測回路は、ソースフォロワをベースにした回路と差動アンプをベースとした回路を検討した。これにより飛躍的な高S/N比、高速応答性を得ることができる。キャパシタンス計測回路は充放電時間を計測する回路と零位法による回路の2種類を検討した。試作した回路の動作を確認できたので、今後はこれらの回路を用いて単分子の計測を進めていく。
2.DNAのインピーダンス計測
金電極間にLangmuir-Brodget法により直径3.0nmの金コロイド粒子を最密充填構造で配置した。金コロイド粒子間はドデカンチオールによって間隔4.6nmで架橋されており、これをDNA溶液中に浸すことでドデカンチオールがDNAに置換される。このようにしてプローブDNAを取り付け、置換前後での特性変化を確認した。また、相補的DNAとのハイブリダイゼーション前後の電気信号変化の測定を行った。今後、基礎的な測定技術知識の蓄積を行い、精度の向上とばらつきの評価を進める。
3.温度セルアレイ
チップ上に複数のセルを配置し、各セルで温度を変えることにより、解離温度の検出やプライマー伸長反応の制御を行う実験を進めた。温度セルアレイ回路をVDECを通して試作した。各セルは温度上昇用の抵抗体と温度センサーを備えており、セル間をポーラスシリコンによって熱的に分離することで温度セルアレイとして用いる。ポーラスシリコン領域は裏面から基板を陽極酸化することにより形成することを目指しており、現在までに基板の陽極酸化を確認している。今後は陽極酸化条件を最適化することにより熱分離特性を高める。
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