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有機集積回路を用いた高感度ウェアラブル化学センサの開発

使用有机集成电路开发高灵敏度可穿戴化学传感器

基本信息

批准号：
19J22073
负责人：
杉山真弘
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Osaka University
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 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、研究課題である「フレキシブル汗測定回路」と「フレキシブルな酵素電極の開発」について、以下の成果を得た。(1)フレキシブルなポテンショスタット回路を実現　　前年度までに開発・最適化した、CMOSオペアンプ回路、薄膜抵抗素子、薄膜キャパシタ素子のすべてを、厚さ1～2マイクロメートルの薄いプラスチックフィルム基板上に集積することで、完全にフレキシブルなポテンショスタット回路を実現した。回路の性能を評価したところ、3極式電極への電圧印加と電流応答の電圧変換という2つの機能を有していることが明らかとなり、汗の計測に向けたポテンショスタット回路としての基本的な性能を確認した。(2)有機薄膜トランジスタの汎用的な高性能化に成功　　上述(1)の通り、汗測定に資するCMOS回路を実現したが、電流の測定レンジや増幅特性の向上には、有機薄膜トランジスタ自体のさらなる高性能化も必要である。そこで本年度では、トリプチセン分子を用いたトランジスタ絶縁膜の表面改質を実施し、様々な有機半導体の電界効果移動度を汎用的に向上させることに成功した。低分子の有機半導体を用いたトランジスタにおいて、トリプチセン分子を修飾しない場合と比べて、移動度が最大20倍向上することが明らかになった。(3)フレキシブルな酵素電極を実現　　酵素電極に必要な3極式電極を、印刷プロセスを用いてカーボンペースト・銀/塩化銀ペースト・ポリマー溶液を厚さ1～2マイクロメートルの薄いプラスチックフィルム基板上に集積することで実現した。酵素の固定については、材料・プロセスの最適化により、安定して酵素を電極上に包括固定することに成功した。これにより前年度までの課題であった、酵素電極の再現性と溶液安定性について解決した。

This year, the research projects of this year were "Fluor sweat measurement circuit" and "Fluor enzyme electrode development", and the following results were obtained. (1)Florence circuit circuit is now open in the previous year. Optimization circuit, CMOS circuit, thin film resistor, thin film resistorすべてを, thick さ1～2マイクロメートルの thin いプラスチックフィルム on the substrate The collection of the system is complete, and the complete system is completed. The performance of the circuit is evaluated, and the 3-pole electrode is used for electric pressure printing and electric current resistance.いることが明らかとなり、HANのmeasurementにけたポテンショスタットcircuit としてのBasic performance をConfirmationした. (2) Successful improvement of high performance of organic thin-film thermometers for general use. The above (1) CMOS circuit used for measurement and sweat measurement It is necessary to improve the performance of the current measurement and increase the amplitude characteristics of the organic thin film. This year's では, トリプチセンmolecule を is used for surface modification of いたトランジスタ absolute film The electric field effect of the organic semiconductor is applied, and the movement degree of the organic semiconductor is generally used. Low-molecular organic semiconductors are repaired with いたトランジスタにおいて, トリプチセンmolecules In the case of decoration, the movement speed is up to 20 times, and the movement speed is up to 20 times. (3) Fiberglass enzyme electrodes are now available. Enzyme electrodes are necessary, 3-pole electrodes, and printing electrodes are available for printing. Silver chemical solution ペースト・ポリマーsolution を thickさ1～2マイクロメートルのThin いプラスチックフィルム substrate is integrated with the することで実成した. The fixation of the enzyme, the optimization of the material・プロセスの, and the stability of the enzyme on the electrode include the success of the fixation of the enzyme. We solved the problems of the previous year, the reproducibility of the enzyme electrode, and the stability of the solution.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

世界最薄・最軽量のノイズ低減機能付き生体計測回路

全球最薄、最轻的生物测量电路，具有降噪功能

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
杉山真弘;植村隆文;関谷毅
通讯作者：
関谷毅

有機トランジスタと薄膜抵抗を集積したシート型計装アンプの開発と生体センサへの応用

有机晶体管与薄膜电阻集成片式仪表放大器的研制及其在生物传感器中的应用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masahiro Sugiyama;Takafumi Uemura;Masaya Kondo;Mihoko Akiyama;Naoko Namba;and Tsuyoshi Sekitani;杉山真弘，植村隆文，近藤雅哉，秋山実邦子，難波直子，井上由美，吉本秀輔，和泉慎太郎，関谷毅
通讯作者：
杉山真弘，植村隆文，近藤雅哉，秋山実邦子，難波直子，井上由美，吉本秀輔，和泉慎太郎，関谷毅

超薄膜・柔軟なノイズ低減機能付き信号増幅回路の開発とヘルスケアへの応用

具有降噪功能的超薄膜、柔性信号放大电路的开发及医疗应用

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
杉山真弘;植村隆文;近藤雅哉;秋山実邦子;難波直子;吉本秀輔;野田祐樹;荒木徹平;関谷毅
通讯作者：
関谷毅

Sheet-Type Instrumentation Amplifier Integrated with Bio-Conformable Organic Cmos Circuit and Thin-Film Resistors

集成了生物相容性有机 CMOS 电路和薄膜电阻器的片式仪表放大器

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masahiro Sugiyama;Takafumi Uemura;Masaya Kondo;Mihoko Akiyama;Naoko Namba;Yumi Inoue;Shusuke Yoshimoto;Teppei Araki;Yuki Noda;and Tsuyoshi Sekitani
通讯作者：
and Tsuyoshi Sekitani

有機トランジスタとNiCr薄膜抵抗を集積した計装アンプの開発

有机晶体管与镍铬薄膜电阻集成仪表放大器的研制