High-Spacial-Resolution Distributed Integrated Biosensors Using Localized Two-Way Space-Time Synchronization

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本研究においては、双方向無線による時空間同期を実現し、それを用いて高空間分解能な分散集積センサ技術を開発することを目的とする。従来技術に比べて飛躍的に空間・時間分解能が向上したイメージング技術を確立し、科学の発展へと貢献することを目指す。光学的手法が不得手とする多点同時計測と、電気的な手法が不得手とする3次元計測を補うことを実現する、多点同時計測可能なバイオイメージング技術の確立を行う。3次元的な分散バイオイメージングを行う際に、ボトルネックとなるのが位置検出技術であるが、ローカル無線双方向時空間同期技術を用いて極限まで精度を追求してこれを解決する。集積回路技術と時空間同期型位置検出技術を基にしたバイオイメージング技術のポテンシャルを、実集積回路を用いたプロトタイプ試作と生命科学研究現場での実応用検証手法を用いて、実用化への課題を明確化可能なまでに明らかにすることを試みる。今年度においては、①時空間同期による位置検出技術の開発②イベント駆動バイオセンサ集積回路の開発を実施した。①高精度時空間同期のための基盤技術開発については、時空間同期において、リソースをシステムに集中させたシステム設計により、センサ側は発信器だけ（発振器の周波数精度は６桁程度）でセンサデータに高精度な時空間タグをシステムが付与することができる技術を開発した。先端半導体集積回路プロセスにおいて実集積回路デバイス上でコンセプトを実証した。②電波位相から位置推定を行うイベント駆動バイオイメージングの開発を実施した。バイオイメージングにおいては、発現頻度が極めて低い生命現象を高時間分解能で検出する応用も多く存在する。そこで、イベント駆動型のバイオイメージング集積回路について研究を行った。①と同様に、先端半導体集積回路プロセスにおいて実集積回路デバイス上でコンセプトを実証した。