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2009 年度 実績報告書

直接点力測定型ピエゾ抵抗カンチレバーアレイバイオセンサーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21750083
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

吉川 元起  独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, ICYS-MANA研究員 (70401172)

キーワードバイオセンサー / カンチレバーアレイ / ピエゾ抵抗 / 高感度化 / 有限要素解析
研究概要

直接点力測定方式のカンチレバーアレイセンサーを最適化するに当たって、様々なパラメータの相互依存性を与える解析解を、構造力学的に求める事に成功した。その中で、作製するに当たって最大の問題点となっていた伸縮バーを利用することなく、同等の感度が得られる革新的構造を見出した。有限要素解析法を用いてシミュレートした結果、サイズによっては従来型のピエゾ抵抗カンチレバーセンサーに比べて、数桁以上の感度の向上が期待できることが明らかになった。この新しい構造を持つピエゾ抵抗カンチレバーアレイセンサーチップを実際に作製することにも成功し、現在その感度の実証を試みている。また、これらの構造最適化・作製と並行して、ピエゾ抵抗カンチレバーアレイセンサーの測定システムを構築した。具体的には、機械的な振動ノイズを除去することが可能なアクティブ除振台上に、温度を精密制御することが可能な恒温器を設置した。さらに、ピエゾ抵抗カンチレバーアレイセンサーが構成するホイートストンブリッジからの信号を高いS/Nで増幅する8チャンネルのアンプを作製した。また、気体試料を自動的にセンサーチャンバーに注入することが可能なフローシステムを構築した。これらの一連の作業を制御することが可能なプログラムを作成し、実際にデータを取得することに成功した。以上のように、本研究で目指す、新たな測定原理に基づいた構造を持つピエゾ抵抗カンチレバーアレイセンサーのセンサーチップと測定システムの両方をほぼ完成させた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      Mini-Workshop on SPM and Bio-Nano in the presence of Dr.Heinrich Rohrer
    • 発表場所
      物質・材料研究機構(茨城県)
    • 年月日
      2010-03-10
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      Hakone Mini Workshop
    • 発表場所
      小涌園(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-07
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      MANA International Symposium
    • 発表場所
      エポカルつくば(茨城県)
    • 年月日
      2010-03-05
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Sensors2010

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      ICYS Workshop 2010
    • 発表場所
      水上高原(群馬県)
    • 年月日
      2010-01-29
  • [学会発表] Recent Progress on the Project2009

    • 著者名/発表者名
      吉川元起
    • 学会等名
      Surface Science Seminar
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2009-12-12
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Bio-Sensors2009

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、櫻井利夫、Hans-Peter Lang、Christoph Gerber、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      Osaka University-MANA/NIMS Joint Symposium
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2009-12-10
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Bio-Sensors---for Medical Diagnostics, Genetic and Environmental Researches2009

    • 著者名/発表者名
      吉川元起、Terunobu Akiyama、Sebastian Gautsch、Peter Vettiger、櫻井利夫、Hans-Peter Lang、Christoph Gerber、中山知信、青野正和
    • 学会等名
      1st MANA-NSC Joint Workshop
    • 発表場所
      ケンブリッジ大学(イギリス)
    • 年月日
      2009-07-03
  • [学会発表] Piezoresistive Cantilever Array Bio-Sensors for Medical Diagnostics, Genetic and Environmental Researches2009

    • 著者名/発表者名
      吉川元起
    • 学会等名
      Frontier Sciences Special Seminar
    • 発表場所
      東京大学(千葉県)
    • 年月日
      2009-05-29
  • [備考]

    • URL

      http://y-genki.net

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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