シリコンナノ生体情報計測デバイス

硅纳米生物信息测量装置

• 批准号: 14750174
• 负责人: 竹内 昌治
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750174/
• 关键词: 神経電極; シリコンマイクロマシンニング; MEMS; 生体情報計測; 神経電位計測; マイクロマシン; 神経インターフェース; 刺入型微小電極

本研究の目指す最終ゴールは,細胞内多チャンネル記録が可能な,シリコンナノ構造を先端にもつ神経電位計測用微小電極を実現することである.脳内の神経一本一本に「物理的に」電極を刺入し,活動電位を計測する手法を検討する.脳内の個々の神経の特性及びネットワークの迅速な解明のために,容易に神経細胞内に刺入かつ固定可能な微小電極として,本研究では,シリコンナノマシンニングを用いて,先端に複数のナノプローブを持つ電極を製作し,細胞内記録を容易に実現する生体情報計測デバイスを提案した.本補助金によって,まずは,ナノ電極におけるナノ構造の抽出法を確立した.ここでは,RIE(Reactive Ion Etching)法などのドライエッチングによって構造を抽出する方法を検討した.材料として用いるのは,シリコンの単結晶基板または,SOI(Silicon on Insulator)基板である.これに電子線または、UVレーザーに感光するレジストを塗布し,直接描画によりパターニングを試みた.露光出力や注入時間,フォーカスなどを変化させることによって,精密なパターンが得られる条件を検討した.次にこのレジストをマスクとして反応性イオンエッチング(RIE)法を用いて,シリコン部分をエッチングする.最後に犠牲層であるSiO2層をフッ酸あるいは,フッ酸の蒸気によって除去し,ナノサイズでパターニングされたシリコンプローブを抽出できることが分かった.その結果,電子線直接描画法を用いたものでは,約100nm程度のパターン,UVレーザ描画装置を用いた方法では,約700nm程度のプローブを複数本同時に実現できることが分かった.

The purpose of this study is to make it possible to record multiple cell types in cells. The inner part of the brain is a "physical" electrode penetration, activity potential measurement method is discussed. In this study, we propose a method for measuring biological information by using a plurality of electrode holders, which can be easily recorded in cells. The method of extraction of electrode structure is established. The RIE(Reactive Ion Etching) method is discussed. Materials and materials used in silicon wafers and SOI(Silicon on Insulator) substrates. The electronic line is exposed to light. When the exposure power and injection time are changed for four times, the conditions for obtaining precise parameters are discussed. The second step is to use the RIE method. Finally, the SiO2 layer is removed by evaporation, and the SiO2 layer is removed by evaporation. As a result, the electronic line direct drawing method is used to draw the film at about 100nm, and the UV line drawing device is used to draw the film at about 700nm.

项目成果

Shoji Takeuchi, Takafumi Suzuki, Kunihiko Mabuchi, Hiroyuki Fujita: "3-D Flexible Multichannel Probe Array"Proceeding of IEEE International Micro Electro Mechanical Systems (MEMS'03). 367-370 (2003)

Shoji Takeuchi、Takafumi Suzuki、Kunihiko Mabuchi、Hiroyuki Fujita：“3-D 柔性多通道探针阵列”IEEE 国际微机电系统 (MEMS03) 论文集。

Shoji Takeuchi, Isao Shimoyama: "Standing Microcoil Actuator Array"Proc. of the 19^<th> Sensor Symposium. 451-454 (2002)

Shoji Takeuchi、Isao Shimoyama：“站立微线圈致动器阵列”Proc。

Shoji Takeuchi, Yumi Yoshida, Kunihiko Mabuchi, Takafumi Fujita: "Parylene Flexible Neural Probe with Microfluidic Channel"Proceeding of IEEE International Micro Electro Mechanical Systems. 208-221 (2004)

Shoji Takeuchi、Yumi Yoshida、Kunihiko Mabuchi、Takafumi Fujita：“具有微流体通道的聚对二甲苯柔性神经探针”IEEE 国际微机电系统论文集。

N.Akamatsu, T.Suzuki, K.Mabuchi, H.Fujita, B.J.Kim, S.Takeuchi: "Fabrication and Evaluation of A Silicon Probe Array on a Flexible Substrate for Neural Recording"Proc. of the 25th Annual International Conference of the IEEE Engineering In Medicine And Bio

N.Akamatsu、T.Suzuki、K.Mabuchi、H.Fujita、B.J.Kim、S.Takeuchi：“用于神经记录的柔性基板上的硅探针阵列的制造和评估”Proc。

Shoji Takeuchi, Isao Shimoyama: "Standing Microcoil Actuator Array"Jananese Journal of Anolied Physics. vol.42. 3695-3697 (2003)

Shoji Takeuchi、Isao Shimoyama：“站立微线圈致动器阵列”Jananese Journal of Anolied Chemistry。