Development of direct point-force detection type piezoresistive cantilever array biosensor

直接点力检测型压阻悬臂阵列生物传感器的研制

基本信息

  • 批准号:
    21750083
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Micro cantilever array sensors have been emerging as a promising platform for various applications. Piezoresistive cantilevers, which can overcome practical problems in the conventional optical (laser) read-out method, had not been widely in use for sensing applications because of their critically low sensitivity. In this study, I made a comprehensive optimization, breaking the bounds of common practice of "cantilever", and finally developed a Membrane-type Surface stress Sensor (MSS). I experimentally demonstrated more than 20 times higher sensitivity than that of conventional piezoresistive cantilevers even with the first prototype chip, already reaching the similar sensitivity with that of optically read-out cantilevers. Furthermore, the finite element analyses indicate its high potential for further enhancement in sensitivity up to several orders of magnitude just by changing the dimensions of the adsorbate membrane and sensing beams.
微悬臂梁阵列传感器是一种具有广阔应用前景的传感器平台。压阻式悬臂梁可以克服传统光学(激光)读出方法中的实际问题,但由于其灵敏度极低,在传感应用中尚未得到广泛应用。在本研究中,我进行了全面的优化,打破了悬臂梁的常规做法,最终研制出了膜式表面应力传感器(MSS)。我在实验中证明,即使用第一个原型芯片,灵敏度也比传统的压阻式悬臂梁高20多倍,已经达到了与光学读出悬臂梁类似的灵敏度。此外,有限元分析表明,只要改变吸附膜和传感梁的尺寸,它的灵敏度就有可能进一步提高几个数量级。

项目成果

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专利数量(0)
Optimization of Piezoresistive Cantilever Array Sensors Towards Highly Sensitive Membrane-type Surface stress Sensors (MSS)
压阻悬臂阵列传感器优化以实现高灵敏度薄膜型表面应力传感器 (MSS)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G.Yoshikawa;T.Akiyama;S.Gautsch;P.Vettiger;H.Rohrer
  • 通讯作者:
    H.Rohrer
Optimization of piezoresistive cantilever sensors towards highly sensitive membrane-type surface stress sensors (MSS)
针对高灵敏度膜型表面应力传感器 (MSS) 优化压阻悬臂梁传感器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G.Yoshikawa;T.Akiyama;S.Gautsch;P.Vettiger;H.Rohrer
  • 通讯作者:
    H.Rohrer
Piezoresistive Cantilever Array Bio-Sensors---for Medical Diagnostics, Genetic and Environmental Researches
压阻悬臂阵列生物传感器——用于医学诊断、遗传和环境研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G.Yoshikawa;T.Akiyama;S.Gautsch;P.Vettiger;T.Sakurai;H.-P.Lang;C.Gerber;T.Nakayama;M.Aono
  • 通讯作者:
    M.Aono
研究代表者ホームページ
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Piezoresistive Cantilever Array Bio-Sensors
压阻悬臂阵列生物传感器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G.Yoshikawa;T.Akiyama;S.Gautsch;P.Vettiger;T.Sakurai;H.-P.Lang;C.Gerber;T.Nakayama;M.Aono
  • 通讯作者:
    M.Aono
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  • 通讯作者:
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