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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Needle-type functional brain imaging device with low invasiveness and high sensitivity by laser lift-off process

Research Project

Project/Area Number 18H03519
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

笹川 清隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50392725)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsイメージセンサ / 蛍光観察 / 蛍光フィルタ / 生体埋植デバイス / 脳機能計測
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、生体埋植可能な刺入型イメージングデバイスにおいて高い蛍光検出感度を実現
とすることを目的としている。
本年度は、多数のデバイス上へのフィルタ転写のための手法開発を行った。 これまで、光源に用いるLEDの発光層および干渉フィルタの基板からの剥離の両方にレーザー剥離手法を用いてきた。しかし、干渉フィルタの剥離については、基板からの剥離を容易にする必要があり、成膜条件の制限が大きくなる。また、多数のデバイスを作製する場合、同時に一括して形成できることが望ましいが、面積を大きくする場合、剥離時にクラックが入りやすいという課題もあった。これに対し、代替手法として、昨年度よりエッチングを行う手法を検討した。Si基板上に干渉フィルタを形成し、従来同様に吸収フィルタを搭載したイメージセンサを接着する。その後SF6を用いたドライエッチングによってSi層を除去した。作製したデバイスは、レーザー剥離によって作製した場合と同様に、レンズレス構成で高い励起光除去性能を示すことが実証された。また、干渉フィルタをバンドパス構成とすることで、緑色蛍光タンパク質を導入した生体組織を観察した際に、自家蛍光成分を低減し、より明瞭な蛍光観察が可能であることを示した。
デバイスに搭載する微小光源については、昨年度に開発したフィルタ構成を用いて実際に生体組織試料の観察を行い、透過型の配置でも蛍光観察が可能な高い性能を示すことを実証した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Image sensor with hybrid emission filter for in vivo fluorescent imaging2021

    • Author(s)
      Sasagawa Kiyotaka、Rustami Erus、Ohta Yasumi、Haruta Makito、Takehara Hironari、Tashiro Hiroyuki、Ohta Jun
    • Journal Title

      Electronics and Communications in Japan

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/ecj.12313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Miniaturized LED light source with an excitation filter for fluorescent imaging2021

    • Author(s)
      Azmer Mohamad Izzat、Sasagawa Kiyotaka、Rustami Erus、Sugie Kenji、Ohta Yasumi、Haruta Makito、Takehara Hironari、Tashiro Hiroyuki、Ohta Jun
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Pages: SBBG07~SBBG07

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abe5bf

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 生体内蛍光イメージング用ハイブリッドフィルタ搭載イメージセンサ2021

    • Author(s)
      笹川 清隆, Erus Rustami, 太田 安美, 春田 牧人, 竹原 浩成, 田代 洋行, 太田 淳,
    • Journal Title

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      Volume: 141 Pages: 71~76

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.141.71

  • [Presentation] A self-reset CMOS imaging device with high capacitance photodiode2021

    • Author(s)
      Thanet Pakpuwadon, Kiyotaka Sasagawa, Mark Christian Guinto, Makito Haruta, Hironari Takehara, Hiroyuki Tashiro, Jun Ohta
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Miniaturized LED light source with a hybrid filter for fluorescent imaging2020

    • Author(s)
      Mohamad Izzat Azmer Adnan, Kiyotaka Sasagawa, Erus Rustami, Kenji Sugie, Yasumi Ohta, Makito Haruta, Hironari Takehara, Hiroyuki Tashiro, Jun Ohta
    • Organizer
      2020 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A self-reset CMOS image sensor for high signal-to-noise in-vivo imaging2020

    • Author(s)
      Thanet Pakpuwadon, Mark Guinto Christian, Makito Haruta, Hironari Takehara, Hiroyuki Tashiro, Kiyotaka Sasagawa, Jun Ohta
    • Organizer
      2020 International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Image refocusing of miniature CMOS image sensor with angle-selective pixels2020

    • Author(s)
      Kenji Sugie, Kiyotaka Sasagawa, Mark Guinto, Makito Haruta, Takashi Tokuda, Jun Ohta
    • Organizer
      Biophotonics congress 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial Resolution Improvement of Lensless Fluorescence Imaging Device with Hybrid Emission Filter2020

    • Author(s)
      Kiyotaka Sasagawa, Kenji Sugie, Yasumi Ohta, Mamiko Kawahara, Hironari Takehara, Makito Haruta, Jun Ohta
    • Organizer
      Biophotonics congress 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Hybrid Filters for Dual-color Fluorescence Imaging Using Lens-free Device2020

    • Author(s)
      Kulmala Natcha, Treephetchkul Thanaree, 笹川 清隆, 竹原 浩成, 春田 牧人, 田代 洋行, 太田 淳
    • Organizer
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム・第12回集積化MEMSシンポジウム(FT2020)
  • [Presentation] High Rejection of Excitation Light in Lensless Dual-color Fluorescence Imaging Using a Combination of Notch filter and Absorption filters2020

    • Author(s)
      Thanaree Treepetchkul, Natcha Kulmala, Makito Haruta, Hironari Takehara, Hiroyuki Tashiro, Kiyotaka Sasagawa, Jun Ohta
    • Organizer
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Fabrication of Large-Size and High-Uniformity Thin Composite Emission Filter for Lens-Free Fluorescent Imager2020

    • Author(s)
      Erus Rustami, Kiyotaka Sasagawa, Thanet Pakpuwadon, Yasumi Ohta, Hironari Takehara, Makito Haruta ,Jun Ohta
    • Organizer
      情報センシング研究会 (IST)
  • [Book] Functional Brain Mapping: Methods and Aims2020

    • Author(s)
      Kiyotaka Sasagawa, Makito Haruta, Yasumi Ohta, Hironari Takehara, Takashi Tokuda, Jun Ohta
    • Total Pages
      26
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-15-6883-1

URL: 

Published: 2021-12-27  

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