大面積かつ高速なバイオ化学イメージングデバイスの開発

大面积高速生化成像装置研制

• 批准号: 08F08034
• 负责人: 吉信 達夫
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08034/
• 关键词: 化学センサー

本課題では、半導体化学センサを用いた化学物質分布の可視化システムにおいて、大面積の試料を短時間でスキャンできる技術の開発を目指した研究を行った。このシステムでは、センサ面上の化学物質分布に対応して半導体中に形成される空乏層幅の面内分布を読み出すために、光ビームでセンサ基板を走査し、各ピクセル位置における光電流値を計測することによってマッピングを行う。従来は、レーザービームを機械的に走査する方式を用いていたが、本課題ではこれまでにVCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER)アレイや有機ELディスプレイパネルを光源として用いることにより、機械的な走査なしで高速な読み出しを可能にした。最終年度はさらにDMD (Digital Mirror Device)パネルを用いることによって非常に多数のピクセルをアドレスできるシステムを開発した。開発したシステムは480×320ピクセルのDMDパネルの各ミラーを最高720Hzで駆動することができ、20.8×15.6mm^2の測定領域を照明する場合、1ピクセルの大きさは43×43μm^2となる。試作したシステムを用いて実際に高解像度の化学イメージを測定できることを確認した。この方式では、複数のピクセルからなる測定スポットを用いることによって解像度を変えることができるため、はじめは低解像度で試料全体を観察し、徐々に高解像度に切り替えて試料の一部にズームインする、といったフレキシブルなイメージングが可能であることを示した。

This topic is about visualizing the distribution of chemical substances using Semiconductor Chemistry. , large-area samples and short-term research and development of technology. Distribution of chemical substances on the このシステムでは, センサ surface に対応して Formation in the semiconductor されるDepletion layer width のplane distribution を読み出すために、Hikari ビームでセンサBoard inspection、Each ピクセル positionけるPhotocurrent value measurementすることによってマッピングを行う.従来は、レーザービームをMechanical walk-through method いていたが、This topic ではこれまでにVCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) アレイやorganic EL light source としていることにより, mechanical なwalk-through なしでhigh-speed な読み出しをpossible にした. Final year はさらにDMD (Digital Mirror Device)パネルを Use the いることによってVery many のピクセルをアドレスできるシステムを开発した.开発したシステムは480×320ピクセルのDMDパネルのeachミラーをMaximum 720Hzで駆动することができ, 20.8×15.6mm^2 measurement area and lighting conditions, 1ピクセルの大きさは43×43μm^2となる. Prototype したシステムを Use いて実记にHigh-resolution chemical tester to measure できることをconfirmation した.この法では, plural のピクセルからなるmeasurement スポットを用いることにAll high-resolution and low-resolution samples体を観看し、Xu 々にHigh-resolution に Cut り Substitute えてSample の一にズームインする、といったフレキシブルなイメージングがpossibleであることをshowした.

项目成果

FPGA-Based LAPS Device for the Flexible Design of Sensing Sites on Functional Interfaces

基于 FPGA 的 LAPS 设备，用于灵活设计功能接口上的传感位置

• 发表时间: 2010
• 期刊: Physica Status Solidi (印刷中)
• 作者: Y.Liu;X.L.Liu;Y.T.Wu;B.Sun;M.F.Zhu;M.Takafuji;H.Ihara;M. A. Shestopalov;T.Wagner
• 通讯作者: T.Wagner

Differential set-up for detecting local changes of ion concentration using a single sensor chip

使用单个传感器芯片检测离子浓度局部变化的差分装置

• 发表时间: 2010
• 作者: Yang Liu;Meifang Zhu;Wei Zhang;Makoto Takafuji;Hirotaka Ihara;T Wagner;Yang Liu;T Wagner
• 通讯作者: T Wagner

Cell culture based biosensor utilising the light-addressable potentiometric sensor (LAPS)

利用光可寻址电位传感器 (LAPS) 的基于细胞培养的生物传感器

• 发表时间: 2009
• 作者: Yang Liu;Meifang Zhu;Wei Zhang;Makoto Takafuji;Hirotaka Ihara;T Wagner;Yang Liu;T Wagner;Yang Liu;K.Miyamoto;T Wagner;T.Wagner;T.Wagner;宮本浩一郎;T. Wagner
• 通讯作者: T. Wagner

Novel combination of digital light processing (DLP) and light-addressable potentiometric sensors (LAPS) for flexible chemical imaging

数字光处理 (DLP) 和光可寻址电位传感器 (LAPS) 的新颖组合，用于灵活的化学成像

• 发表时间: 2010
• 作者: Yang Liu;Meifang Zhu;Wei Zhang;Makoto Takafuji;Hirotaka Ihara;T Wagner
• 通讯作者: T Wagner

ディスプレイモジュールを利用した小型化学イメージセンサの開発

使用显示模块的小型化学图像传感器的开发

• 发表时间: 2009
• 作者: Yang Liu;Meifang Zhu;Wei Zhang;Makoto Takafuji;Hirotaka Ihara;T Wagner;Yang Liu;T Wagner;Yang Liu;K.Miyamoto;T Wagner;T.Wagner;T.Wagner;宮本浩一郎
• 通讯作者: 宮本浩一郎