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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Research on CMOS Paper Chromatography and Its Application to Small Biosensing System

Research Project

Project/Area Number 26289111
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

宇野 重康  立命館大学, 理工学部, 教授 (40420369)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsバイオセンサー / クロマトグラフィペーパー / 半導体集積回路 / CMOS
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、本補助事業で研究開発を進めてきた技術である(a)半導体集積回路チップとクロマトグラフィペーパーを統合したバイオケミカルセンサー技術、(b)クロマトグラフィペーパーを基板とした低価格単回使用バイオセンサー技術、の完成度向上と応用拡大に主に取り組んだ。さらに平成29年度より着手しはじめた(c)インピーダンス方式のセンシング技術についての基礎検討を進めた。(a)に関しては、平成28年度までに蓄積した成果の完成度を高め、CMOS集積回路化された電流検出回路・チップ上に形成されたカーボン電極・溶液検体を吸引し酵素化学反応を発生させるペーパー流路、の三要素を統合したセンサーによるグルコース検出についてまとめ、その成果を国際学会にて発表した。また、(b)に関しては、クロマトグラフィペーパーの多孔質性を生かしたガスセンサーの性能向上や、ペーパーの薄さを生かしたレドックスサイクリング現象の実証、並びにペーパー上に鉛筆で直接描画されたカーボン電極によるpHセンシングの実証を行い、国際学会および英語学術論文誌にて発表を行った。さらに、ペーパーバイオセンサーをスマートフォンに接続してバイオセンシングを行う技術に関する成果をまとめた招待論文発表および書籍分筆を行った。(c)に関しては、CMOS集積回路チップ上のボンディングパッドを後処理なく電極として用いたインピーダンスセンサー実現可能性を模索し、解析式・コンピューターシミュレーションによる検討や緩衝液を用いた実験を行い、分子計測および生細胞計測への応用について検討を行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Indian Institute of Technology Hyderabad(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      Indian Institute of Technology Hyderabad
  • [Journal Article] (招待論文)モバイルヘルスケアのためのCMOS集積回路とペーパーバイオセンサーの統合2018

    • Author(s)
      宇野重康, 河原翔梧, 藤本拓也, 釜堀政男
    • Journal Title

      電子情報通信学会和文論文誌

      Volume: J101-C Pages: 156-165

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Redox Cycling Realized in Paper-Based Biochemical Sensor for Selective Detection of Reversible Redox Molecules Without Micro/Nano Fabrication Process2018

    • Author(s)
      So Yamamoto, Shigeyasu Uno
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 18 Pages: 730~742

    • DOI

      10.3390/s18030730

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Improvement in Limit of Detection of Enzymatic Biogas Sensor Utilizing Chromatography Paper for Breath Analysis2018

    • Author(s)
      Masanobu Motooka, Shigeyasu Uno
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 18 Pages: 440~449

    • DOI

      10.3390/s18020440

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Paper-based Potentiometric pH Sensor using Carbon Electrode Drawn by Pencil2018

    • Author(s)
      Ryotaro Kawahara, Parikshit Sahatiya, Sushmee Badhulika and Shigeyasu Uno
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys

      Volume: 57 Pages: 04FM08

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.04FM08

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical Biosensors based on CMOS LSI Chips2018

    • Author(s)
      S. Uno
    • Organizer
      233rd ECS Meeting, Seattle, USA (May 15 2018), 1471 (to be presented)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Paper-based Potentiometric pH Sensor using Carbon Electrode Drawn by Pencil2017

    • Author(s)
      R. Kawahara, P. Sahatiya, S. Badhulika and S. Uno
    • Organizer
      International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2017), Sendai, Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Redox Cycling Realized in Paper-based Electrochemical Biosensor for highly-selective Detection of Potassium Ferrocyanide in the presence of Ascorbic Acid2017

    • Author(s)
      S. Yamamoto and S. Uno
    • Organizer
      5th International Symposium on Sensor Science (I3S2017), Barcelona, Spain (September 27, 2017), S1-5.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement in Limit of Detection of Paper-Based Electrochemical Enzymatic Biogas Sensor2017

    • Author(s)
      M. Motooka and S. Uno
    • Organizer
      5th International Symposium on Sensor Science (I3S2017), Barcelona, Spain (September 27, 2017), P-9.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical Current Measurement by CMOS Potentiostat Integrating Chrompatography Paper Fluidic Channel and CMOS LSI Chip for Small Biosensors2017

    • Author(s)
      J. Eguchi, K. Yamaoka and S. Uno
    • Organizer
      5th International Symposium on Sensor Science (I3S2017), Barcelona, Spain(September 27, 2017), P-53.
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 細胞・生体分子の固定化と機能発現 (第一章:紙ベースの酵素固定化とバイオケミカルセンサー)2018

    • Author(s)
      宇野重康、河原翔梧、藤本拓也
    • Total Pages
      294
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1326-9

URL: 

Published: 2018-12-17  

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