| 研究課題/領域番号 |
17206037
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中里 和郎 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90377804)
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| 研究分担者 |
塚越 一仁 理化学研究所, 単分子伝導サブチーム, リーダー (50322665)
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| キーワード | 単分子 / アナログCMOS回路 / DNAチップ / DNA電気的検出 / センサ集積回路 / 拡張ゲート型ISFET / ハイブリダイゼーション |
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| 研究概要 |
分子とシリコンCMOS集積回路との融合による新規デバイス創成を目標に、すべて電気的に処理するバイオチップにターゲットを絞り、研究を進めた。
バイオ分子の特異的結合を電荷として検出するための新しいCMOSアナログ集積回路を提案し(特許出願)、詳細な解析により回路の最適化を行い、試作によりその動作を実証した。バイオ分子の反応検出に拡張ゲート型MOSトランジスタを用い、そのセンサインターフェース回路を高密度(従来の1/1000)、低消費電力10nW(従来の1/1000)、高精度(従来の100倍)で実現し、超並列・高スループットでバイオ分子反応の検出が行える見通しを得た。更に、バイオ分子の検出課題である拡張ゲート電荷の初期化方法を検討した。検出信号のばらつきをキャンセルする初期化トランジスタを用いるため、検出信号の精度を決める初期化トランジスタのリーク電流を2桁低減する回路を新たに考案し、拡張ゲートとして酸化アルミニウムを用いた溶液のpH検出により、分子反応の検出が問題なくできることを確認した。
試作したCMOS集積回路チップに金電極を形成し、チオール修飾オリゴヌクレオチドを固定、ターゲットDNAとのハイブリダーゼーションを16xl6のアレイ上で検出した。これによりDNA反応の空間分布をリアルタイムに時間発展として捉えることに成功した。
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