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任意の生体内物質の濃度変化を高感度に検出するＭＥＭＳ光干渉型バイオセンサの開発

开发高灵敏度检测任意生物物质浓度变化的MEMS光干涉型生物传感器

基本信息

批准号：
19J12825
负责人：
高橋利昌
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では, 任意の標的分子の検出に向けた光干渉型表面応力センサ上への分子吸着界面の構築およびセンシングの実証を目的として, 前半に気相中のガス分子を, 後半に液中の神経伝達物質の検出を可能とするセンサの製作を行い, 各標的分子の検出実験を行った.前者に関して, 気相中のガス分子吸着時の応答をより高感度に検出するため, 干渉計の狭ギャップ化によるセンサ応答の向上および可動膜材料の低ヤング率化・薄膜化による表面応力感度の向上を図った. また, 新たに分子吸着層として, 低ヤング率材料のpolymethyl methacrylate (PMMA)を導入し, このPMMAおよび可動膜として機能するParyleneの膜厚や分子吸着層の被覆率を最適化することで, 従来構造に対し表面応力感度を2桁以上向上可能な設計とした. 本設計に基づき, 作製した光干渉計は室温環境下で測定可能である最も高感度な半導体センサと同等の検出下限を有しており, 同検出方式のセンサと比較して1素子あたりの面積は150分の1に小型化しつつ, 検出性能は40倍向上していることから, 携帯可能な小型呼気検査装置としての応用が期待できる.後者に関して, 液中の神経伝達物質を検出するため, 新たに分子吸着層として, 分子インプリント膜を導入した. インプリント材には神経伝達物質のモデル分子としてDopamine（DA）を選択し, 分子インプリント膜内部にDAの鋳型を形成したセンサを製作した. 作製したセンサにおいて, DAを送液した場合とDAを含まないDIWを送液した場合の応答を取得した際, 前者にのみ特異的な応答を取得することに成功しており, 分子インプリント膜により, 濃度数マイクロモル程度の神経伝達物質の検出可能性が示唆された.

In this study, the molecules of the light-dried surface are exposed to the molecules that absorb the interface, the molecules in the first half of the phase, the molecules in the second half of the solution, the molecules in the second half of the solution, and the molecules in the second half. The former is sensitive, the absorption time of the molecules in the phase is sensitive to the high sensitivity, and the temperature response is very high. The temperature of the movable film material is low, and the surface force sensitivity of the film is higher. In this paper, the absorption of new molecules, the introduction of low temperature material polymethyl methacrylate (PMMA), the mechanical properties of movable films, the absorption of molecules on the film thickness, the absorption rate of molecules, the most efficient temperature response, the temperature dependence of surface force sensitivity, and the possibility of a device above 2 may be designed. This device is designed to measure the temperature of the most sensitive semiconductors in the room temperature environment, which is the same as the lower limit of the device. This device is designed to measure the temperature of the device at room temperature. the performance is 40 times higher than that in the same output mode, and the performance is 40 times higher than that in the room temperature environment. It is possible to call a small device and use it to look forward to it. In the latter case, the divine substance in the liquid is filled with water, and the new molecule absorbs it, and the molecule enters the membrane. The molecular structure Dopamine (DA) is selected, and the molecular structure is formed by the formation of the DA type inside the membrane. In order to improve the quality of the liquid, the DA system, the DA, the DIW, the liquid, the liquid, the DIW, the liquid, the temperature, the temperature and the temperature.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of Cavity-Sealed Optical Interferometric Surface Stress Biosensor by thin Film Transfer Technique

薄膜转移技术制备腔体密封光学干涉表面应力生物传感器

DOI：
10.1109/transducers.2019.8808637
发表时间：
2019
期刊：
2019 20th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems & Eurosensors XXXIII (TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII)
影响因子：
0
作者：
Toshiaki Takahashi;Yong-Joon Choi;Satoshi Maruyam;Miki Taki;Kazuaki Sawada;Kazuhiro Takahashi
通讯作者：
Kazuhiro Takahashi

高い表面応力感度を有する封止キャビティ構造のMEMS光干渉型バイオセンサの作製・評価

高表面应力敏感密封腔结构MEMS光干涉型生物传感器的制作与评价