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2009 年度 実績報告書

埋込み型機能集積化CMOS神経細胞インターフェイスチップ

研究課題

研究課題/領域番号 19206042
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

太田 淳  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80304161)

研究分担者 塩坂 貞夫  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (90127233)
キーワードCMOS / 生体内埋込 / イメージセンサ / マイクロ流路
研究概要

【1】 in vitro実証:今年度は,昨年度に続き薬剤注入機構の集積化について研究を行った.CMOSチップ駆動型微小流体吐出デバイスを試作し,微小流体制御を目的とし,試作デバイスを用いて動作検証を行った.電気化学CMOSチップを設計し,2ビットデコーダーにより4×4単位セルアレイ内の電極の選択が可能となる.Auバンプ電極をCMOSチップのAlパッドに形成し,パリレン保護により電極の腐食を防止した.これによりAuバンプ電極で電気分解によるガスの発生を観測した.デバイスを試作し,マイクロポンプ機能の検証としてガス発生によるシリコーン膜の変位を計測した.シリコーン膜の変位は80・mに達し,マイクロポンプ機能を実証した.また,電圧範囲5.0V以下で駆動可能であることを確認した.薬剤吐出機構を検証するためにマイクロ流体の吐出量を計測し,注入電荷量に部分的に比例した吐出量を確認した.この結果,5nlの吐出量を得た. 注入電荷量を調整することにより微小流体吐出の制御が可能であると考えられる.また初年度実施した高電荷注入効率電極形成技術を引き続き実施し,IrOxとTiN薄膜のスパッタによる成膜形成条件と電荷注入効率との関係を詳細に検討した.
【2】 in vivo実証:昨年度に引き続き確立したチップ試作技術により励起光源を集積化した埋植チップを用いて,マウス海馬および視床下部に埋植し脳機能計測を実施した.今年度は特にチップ保護に従来のエポキシ樹脂からパリレンに変更することでチップ表面保護膜厚を薄くすることを可能とし分解能向上を達成できた.さらにチップ上の励起光源配置等を検討し,励起光分布の均一化を試みた.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of Complementary Metal Oxide Semiconductor Imaging Devices for Detecting Green Fluorescent Protein in the Deep Brain of a Freely Moving Mouse2009

    • 著者名/発表者名
      A.Tagawa, A.Higuchi, T.Sugiyama, K.Sasagawa, T.Tokuda, H.Tamura, Y.Hatanaka, S.Shiosaka, J.Ohta
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      ページ: 04C195-1-04C195-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implantable CMOS bimedical devices2009

    • 著者名/発表者名
      J.Ohta, T.Tokuda, K.Sasagawa, T.Noda
    • 雑誌名

      Sensors 9

      ページ: 9073-9093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-Chamber Device Equipped with CMOS Optical Polarization Analyzer Chip for Micro Total Analysis System2009

    • 著者名/発表者名
      K.Minakawa, H.Yamada, K.Sasagawa, T.Tokuda, J.Ohta,
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 48

      ページ: 04C192-1, -5

    • 査読あり
  • [学会発表] Implantable CMOS Imaging Devices for Biomedical Applications2009

    • 著者名/発表者名
      J.Ohta
    • 学会等名
      International Symposium on Bioelectronics and Bioinformatics
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2009-12-11
  • [学会発表] A CMOS sensor for in-vivo fluorescence and electrical imaging in a mouse brain2009

    • 著者名/発表者名
      K.Sasagawa, et al.
    • 学会等名
      IEEE BioCAS
    • 発表場所
      Beijing, RPC
    • 年月日
      2009-11-27
  • [学会発表] A CMOS-based chemical stimulation with microfluid ejection function toward an artificial synapse2009

    • 著者名/発表者名
      K.Minagawa, et al.
    • 学会等名
      IEEE BioCAS
    • 発表場所
      Beijing, RPC
    • 年月日
      2009-11-27
  • [学会発表] Implantable CMOS Biomedical Devices2009

    • 著者名/発表者名
      J.Ohta
    • 学会等名
      NCTU-NAIST Workshop on "Molecular/Nano Science"
    • 発表場所
      NCTU, Taiwan
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] A Multiomodal Sensing Device for Fluorescence Imaging and Electrical Potential Measurement of Neural Activities in a Mouse Deep Brain2009

    • 著者名/発表者名
      J.Ohta, et al.
    • 学会等名
      EMDC090
    • 発表場所
      Minneapolis, MI
    • 年月日
      2009-09-06
  • [備考]

    • URL

      http://mswebs.naist.jp/LABs/pdslab/index-j.html

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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