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機能性分子の自己集積化による電子回路へのバイオセンサ素子の配列

通过自集成功能分子将生物传感器元件布置到电子电路中

基本信息

批准号：
17760283
负责人：
礒田隆聡
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Kitakyushu
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

一般的に機能性分子は熱や酸化に弱く、通常の半導体作製による集積化が不可能である。これに対し本研究は、常温、常圧下にて、デバイス上に配列した液滴中の化学成分のセンサ表面への固定化を目指すものである。この技術を利用して、電気回路内に種々のバイオセンサ素子を高密度に配列化するための新方法の確立を行う。これまでの2年間に以下の研究成果を得た。(1)Au(1μm)/Cr(0.1μm)/ガラス基板上にフォトリソグラフィー法にてMEMSセンサ回路を構築した。センサは10μm間隔の電極対(ソース/ドレイン)で、2mm四方に25〜50対集積化した。電極部分に絶縁体の膜を積層させ、表面に液滴を滴下すると、絶縁膜/液滴界面に電気的偏り(分極)が生じ、ゲート電極の機能を果すこと、及び液滴中の濃度に応じて電圧値が変化する現象を見出し、センサ素子の基本原理について特許出願を果たした。(2)上記化学センサは1μLの溶液中に含まれる硝酸イオン類で10-6mol/L(約1ppm)、ヒスタミン類で10-5mol/L(約10ppm)まで検出可能であることが確認できた。(3)さらにセンサに特異的検出機能を付加させるため、絶縁膜表面に抗体を固定化する表面構造を考案した。この表面には種々の抗体を固定化させることができ、溶液中の抗原濃度pg/mlまで検出可能であることが確認された。本件も特許出願を果たし、電気回路中に様々な特異的検出機能をもつバイオセンサ素子構築のための基本概念が確立できた。

General functional molecules are hot and weak, and general semiconductor manufacturing is impossible to integrate. In this study, the immobilization of chemical components in liquid droplets at room temperature and normal pressure was studied. This technology is used to establish new methods for the distribution of high density elements in electrical circuits. The following research results were obtained during the past two years. (1)Au(1μm)/Cr(0.1μm)/Si substrate for MEMS circuit construction. The electrode pairs are spaced at 10μm intervals and 25 ~ 50 mm square. The phenomenon of film lamination on the electrode part, drop of liquid on the surface, polarization of electric energy at the film/drop interface, the effect of electrode function, and the change of electric voltage value due to concentration in the liquid drop has been discovered, and the basic principle of the electrode has been specially developed. (2)Note that the above chemical solution contains nitric acid 10-6mol/L(about 1ppm) and nitric acid 10-5mol/L(about 10ppm). (3)The surface structure of antibody immobilization on the surface of insulating film was studied. Immobilization of the antibody on the surface, concentration of the antigen in the solution, and identification The basic concept of this device is established by the special detection function in the electric circuit.