医療応用を目指したインテリジェント微小分析チップシステムに関する研究

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前年度までの研究において、試作チップの詳細な性能評価を行った結果、血液検査チップとしての有効性が証明されたが、更なる改良の余地が見出された。そこで今年度は、この点を考慮した設計変更を行い、さらなる特性向上を目指した改良型のチップを設計、試作、評価した。改良型のチップには複数の吸光光度測定センサが集積化されており、これらを組み合わせることで参照溶液の不要化を実現した。これによりチップの使用方法が大幅に簡略化され、実用を目指すうえで大きな利点となる。さらに前年度中に検討済みの搭載要素である同期検出機構について詳細な回路設計、シミュレーションを行い、チップ内に集積化した。また、従来チップでは手作業によっていた溶液前処理をチップ内で行う為、溶液温度制御機構を備えた2溶液混合-反応流路をチップ内に形成した。上記特徴を持つマイクロチップの作製には、MOS集積回路とMEMS要素の一体化という特殊技術が必須である。そこで、豊橋技術科学大学の半導体研究設備を活用し、また前年度までに蓄積したチップ作製プロセス技術をベースにして、今回設計したチップに適合するようにプロセスを変更し、チップの作製に成功した。作製チップの特性評価を行ったところ、MOS集積回路は設計どおりに動作し、同期検出機構は良好な雑音除去特性を示した。またセンサ部分の評価においては、参照溶液の不要化を実現したことを実験的に明らかにした。直線性評価、ダイナミックレンジ評価において、試作チップが血液検査用として十分な特性を持っていることが明らかになったが、測定再現性についてはより詳細な測定および検討が必要である。