医療応用を目指したインテリジェント微小分析チップシステムに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03J50501
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 野田 俊彦 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: Lab.-on-a-chip / μTAS / 血液分析 / 吸光光度測定 / 微小流路

Research Abstract

本研究では「医療応用を目指したインテリジェント微小分析チップシステム」の実現を目指し、「センサ」、「微小流体技術」、「CMOS集積回路」といったアプローチによって研究を進めた。
前年度までの研究で開発し、実績のあるヘモグロビン量センサの基本原理を踏襲し、より高感度高分解能化を図るため、性能を決める受光素子を大幅に変更した。設計段階において素子構造の見直し並びに、不純物濃度の最適化を図り、プロセスシミュレーション等によってデバイス特性を議論した。その後、豊橋技術科学大学固体機能デバイス研究施設を利用して実際に素子の試作を行った。改良した受光素子は、作製プロセス最適化などを含めた各種改良の相乗効果により、従来組み込んでいた受光素子と比較して暗電流の大幅な低減、感度の向上が確認できた。これにより高いS/N比での信号検出が可能になった。この事はより低濃度のヘモグロビン量がより正確に測定可能になったことを意味する。
また信号処理回路として、目的の信号成分のみを増幅するロックインアンプについて検討を行った。開発中のマイクロチップに集積化することを想定して回路の基本構成を検討し、より高度な信号処理をチップ内で実現するシステムへと発展させるのに必要な知見を得た。
また、かねてから問題となっていた試作チップの評価については、流体を取り扱うチップの評価に適した測定環境の構築を行った。これにより測定に必要な時間が大幅に短縮され、簡便かつ正確な評価が可能になった。

Research Products

• [Publications] Toshihiko Noda: "A High Resolution Hemoglobin Measurement Cell Integrated With Signal Processing Circuit"Extended Abstracts of the 2003 International Conference on Solid State Devices and Materials. 694-695 (2003)
• [Publications] Toshihiko Noda: "Characteristics of High-Resolution Hemoglobin Measurement Microchip Integrated With Signal Processing Circuit"Japanese Journal of Applied Phisics. Vol.43 NO.4B(未定). (2004)