バイオCMOSテクノロジーの創成による小型可搬型・遺伝子ベース検査診断システム

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20226009
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中里 和郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90377804)
• 研究分担者: 宇野 重康 立命館大学, 理工学部, 准教授 (40420369) ; 小澤 寛晃 中央大学, 理工学部, 助教 (50464152)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 電子デバイス / 集積回路

研究概要

検体に特別な処理を施さずに電気的に検出する小型可搬型・遺伝子ベース検査診断システムの実現に向けて、生体分子の新しい電気化学検出法、高精度検出のための新しいアナログ CMOS 集積回路技術、溶液搬送を含む実装技術を開発した。酸化還元電位検出法を用いるにより信号の安定性を2桁向上させ、グルコースおよび DNA 配列の検出に成功した。更に、電位・電流・インピーダンスによるマルチモーダル・センサアレイを開発し、複合検出による高精度化、半導体集積回路チップの汎用化・標準化を図った。

研究成果

• [雑誌論文] Redox-potential sensor array based on extended-gate field-effect transistors with ω- ferrocenylalkanethiolmodified gold electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Anan, M. Kamahori, Y. Ishige, and K. Nakazato
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: (in press)
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400512011951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amperometric Electrochemical Sensor Array for On-Chip SimultaneousImaging Circuit and Microelectrode Design Consderations (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Hasegawa, S. Uno, and K. Nakazato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 04DL03
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-chip Microelectrode Capacitance Measurement for Biosensing Applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. B. Yusof, K. Sugimoto, H. Ozawa,S. Uno, and K. Nakazato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 49 ページ: 01AG05-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full Three-Dimensional Simulation of Ion-Sensitive Field-Effect Transistor Flatband Voltage Shifts Due to DNA Immobilization and Hybridization (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Uno, M. Iio, H. Ozawa, and K. Nakazato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 49 ページ: 01AG07-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated ISFET Sensor Array (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato
  • 雑誌名: Sensors 巻: 9 ページ: 8831-8851
• [雑誌論文] CMOS cascode source-drain follower for monolithically integrated biosensorarray (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, M. Ohura, and S. Uno
  • 雑誌名: IEICE Trans. Electron. 巻: E91-C (9) ページ: 1505-1515
  • 査読あり
• [学会発表] A Study for DNA Polymerization Detection Using FET -Based Redox Potential Sensor with Gold Electrode (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ishihara, and K. Nakazato
  • 学会等名: 7th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics M&BE7, D-O8
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Optimization of Microelectrode and Circuits for Amperometric Electrochemical Sensor Array (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kuno, and K. Nakazato
  • 学会等名: 7th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics M&BE7, D-P9
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-03-19
• [学会発表] Redox Potential Sensor Array by Extended-Gate FET with Ferrocenyl-Alkanethiol modified Gold Electrode (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Anan, M. Kamahori, Y. Ishige, and K. Nakazato
  • 学会等名: IMCS 2012 - The 14th International Meeting on Chemical Sensors
  • 発表場所: Nuremberg, Germany
  • 年月日: 20120520-23
• [学会発表] BioCMOS LSIs for Portable Gene-Based Diagnostic Inspection System (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato
  • 学会等名: Proceedings of 2012 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, pp. 2287-2290
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20120520-23
• [学会発表] Multimodal Electrochemical Sensor Array for Synthetic Analysis and Standardization of CMOS Biosensor LSI (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato
  • 学会等名: Ottawa 2012 International Symposium on Biochemistry and Biophysics
  • 発表場所: Ottawa, Canada
  • 年月日: 2012-10-25
• [学会発表] Amperometric Electrochemical Sensor Array for On-Chip Simultaneous Imaging Circuit and Microelectrode Design Considerations (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Hasegawa, S. Uno, and K. Nakazato
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2010-09-23
• [図書] バイオCMOSテクノロジーによる高感度検出の医療応用, マイクロナノ加工技術によるメディカルエンジニアリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 宇野重康, 中里和郎
  • 総ページ数: 14-19
  • 出版者: 名古屋大学最先端メディカルエンジニアリング編集委員会
• [図書] Potentiometric, Amperometric, and Impedimetric CMOS Biosensor Array, in State of the Art in Biosensors/Book 1 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato
  • 出版者: T. Rinken, InTech
• [図書] 化学集積素子-化学と半導体の融合デバイス, 未来材料 Vol.12 No.11 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中里和郎
  • 総ページ数: 22-28
• [備考]
  • URL: http://biocmos.com
• [産業財産権] Material Detector (2012)
  • 発明者名: K. Nakazato
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: US Patent No.8,129,978
  • 取得年月日: 2012-03-06
  • 外国
• [産業財産権] 物質検出装置 (2011)
  • 発明者名: 中里和郎
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 日本国特許第4883812 号
  • 取得年月日: 2011-12-16
• [産業財産権] 電流検出装置 (2010)
  • 発明者名: 中里和郎,長谷川淳一,宇野重康
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権番号: 特願 2010-188538
  • 出願年月日: 2010-08-25