Creation of single-molecule CMOS hybrid devices

单分子 CMOS 混合器件的创建

基本信息

  • 批准号:
    17206037
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

On-chip measurement of single-molecule and biosensor army TM, for electrical detection of biomolecular interaction have been developed to create single-molecule CMOS hybrid devices1.On-chip measurement of single-moleculeSince signal from single-molecule is very small, on-chip measurement under the molecule is essential for the reliable and stable detection. New analog CMOS integrated circuits have been designed. After the fabrication of chip using standard CMOS process, 15 nm gap electrodes were formed by electron beam lithography or molecular ruler method using self-assembled monolayer. Poly(3-octylthiophene-2,5-diyl)was investigated which has electrical resistance of several On. Since CMOS analog integrated circuit converts output impedance, high signal to noise ratio and high speed measurements were achieved.Another device investigated is the close-packed structure of 3 nm diameter gold colloidal particles between gold electrodes formed by Langmuir-Brodget method. Dodecanthiol molecules are bridged between gold colloidal particles with distance of 4.6 nm, and electrical signals by DNA replacement and hybridization were detected.2.Fully electrical detection biochipNew analog CMOS circuit was proposed based on the detection of charge associated with specific biomolecular interaction. Extended gate MOSFETs are utilized to sense biomolecular interaction. The sensor interface circuit features high density(1/1000 of conventional circuit), low power(1/1000 of conventional circuit), and high accuracy (x 1000 of conventional circuit), so massively parallel and high throughput detection of biomolecular interactions becomes possibleGold patterns were formed as extended gate on fabricated CMOS LSI chip, and thiol modified oligonucleotides were immobilized on the extended gate. Immobilization and hybridization of DNA were detected by 16 x 16 sensor array as time development of the two-dimensional spatial distribution.
单分子的片上测量和用于生物分子相互作用的电检测的生物传感器军队TM已经开发出来,以创建单分子CMOS混合器件1。单分子的片上测量由于来自单分子的信号非常小,分子下的片上测量对于可靠和稳定的检测至关重要。新的模拟CMOS集成电路已经设计出来。使用标准CMOS工艺制造芯片后,使用自组装单层通过电子束光刻或分子尺方法形成15 nm间隙电极。研究了具有几欧电阻的聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)。由于CMOS模拟集成电路转换输出阻抗,实现了高信噪比和高速测量。研究的另一个装置是采用Langmuir-Brodget法在金电极之间形成的直径3 nm的金胶体颗粒的密堆积结构。十二硫醇分子桥接在距离为4.6 nm的金胶体颗粒之间,通过DNA置换和杂交检测到电信号。2.全电检测生物芯片基于检测与特定生物分子相互作用相关的电荷,提出了新型模拟CMOS电路。扩展栅极 MOSFET 用于感测生物分子相互作用。该传感器接口电路具有高密度(传统电路的1/1000)、低功耗(传统电路的1/1000)和高精度(传统电路的1000倍)的特点,使生物分子相互作用的大规模并行和高通量检测成为可能。在制作的CMOS LSI芯片上形成金图案作为扩展门,并将硫醇修饰的寡核苷酸固定在扩展门上。随着二维空间分布的时间发展,通过 16 x 16 传感器阵列检测 DNA 的固定和杂交。

项目成果

期刊论文数量(49)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
ポーラス・シリコンを用いた温度セル・アレイ
使用多孔硅的温度单元阵列
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石原英明;山口賢;宇野重康;中里和郎
  • 通讯作者:
    中里和郎
ナノキャパシタ・セル・アレイを用いたDNAセンサ
使用纳米电容器单元阵列的 DNA 传感器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    清水毅;宇野重康;中里和郎
  • 通讯作者:
    中里和郎
物質検出装置
物质检测装置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
CMOS cascode source-drain follower for monolithically integrated biosensor array
  • DOI:
    10.1093/ietele/e91-c.9.1505
  • 发表时间:
    2008-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    Nakazato, Kazuo;Ohura, Mitsuo;Uno, Shigeyasu
  • 通讯作者:
    Uno, Shigeyasu
「研究成果報告書概要(和文)」より
摘自《研究结果报告摘要(日文)》
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kawauchi;et. al.;Nishimura et al.;Dezawa et al.;Yoshizawa et al.;星野 幹雄;星野 幹雄
  • 通讯作者:
    星野 幹雄
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NAKAZATO Kazuo其他文献

Research perspectives on chiral magnets: experimental
手性磁体的研究视角:实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    YAMAJI Yuuki;NAKAZATO Kazuo;NIITSU Kiichi;Katsuya Inoue
  • 通讯作者:
    Katsuya Inoue
Sub-1-V CMOS-Based Electrophoresis Using Electroless Gold Plating for Small-Form-Factor Biomolecule Manipulation
基于低于 1V CMOS 的电泳,使用化学镀金进行小尺寸生物分子操作
  • DOI:
    10.1587/transele.e100.c.592
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    YAMAJI Yuuki;NAKAZATO Kazuo;NIITSU Kiichi
  • 通讯作者:
    NIITSU Kiichi
Design and Analysis of Scalability in Current-Mode Analog-to-Time Converter for an Energy-Efficient and High-Resolution CMOS Biosensor Array
高能效高分辨率 CMOS 生物传感器阵列电流模式模数转换器的可扩展性设计与分析
  • DOI:
    10.1587/transele.e100.c.597
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    IKEDA Kei;KOBAYASHI Atsuki;NAKAZATO Kazuo;NIITSU Kiichi
  • 通讯作者:
    NIITSU Kiichi
稍深発地震は剪断集中帯における断熱不安定によって起きる
深部地震是由剪切集中区的绝热不稳定引起的。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    GAMO Kohei;NAKAZATO Kazuo;NIITSU Kiichi;大内智博,雷興林,大藤弘明,肥後祐司,丹下慶範,境毅,藤野清志,入舩徹男
  • 通讯作者:
    大内智博,雷興林,大藤弘明,肥後祐司,丹下慶範,境毅,藤野清志,入舩徹男

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
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BioCMOS technology and its application to portable biosensor instruments
BioCMOS技术及其在便携式生物传感器仪器中的应用
  • 批准号:
    20226009
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 31.7万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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