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生体試料，とりわけ単一個体の代謝熱計測（バイオカロリメトリ）をナノワットレベルで実現することを目的に，MEMS技術による高感度サーモパイルの開発，低ノイズレベルの信号処理技術の開発，計測環境を等温に保つ多重恒温槽技術の開発を実施した。
サーモパイルセンサ部は，4枚のガラス基板製サーモパイルをMEMS技術で作り，差動計測を行うサンプル室とリファレンス室にそれぞれ上下2枚を設置し，内部に設置するガラス管型試料セルからの放熱を接触している下面センサと非接触の上面センサで捉える構造とした。下面センサに対して上面センサには約10%の熱輸送があり，従来の下面センサ方式と比べ，熱量計測の正確さが10%程度向上した。
サーモパイルセンサの出力（起電力）は低ノイズの計装アンプで増幅し，データーロガーで記録する。アンプ系でのノイズの低減として，１つのサーモパイルに対して4個の計装アンプを並列接続し，アンプ系でのノイズを半分のレベルへ提言する工夫を採用した。
恒温槽は4重構成とし，第1槽は試料・センサを格納したセンサホルダ，これらを入れる第2層はアルミ製気密構造，第3槽はアルミ製容器，第4槽は市販のインキュベータを採用した。温度制御には，マイコン，アナログ回路を組み合わせたPI制御を導入した。外部からの熱ノイズ（温度変動）は，センサホルダ部では，外部の1/1000以下となり，10mK/dayレベルを得た。
以上の工夫の組合せにより，結果として，ブラインシュリンプ単一乾燥卵の孵化過程における100nWの発熱，酵母菌の増殖過程の20nWレベルからの観察が可能なことを示した。
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