マルチモーダルバイオイメージセンサ研究会

研究・プロジェクト

研究紹介

マルチモーダルセンサ(豊橋技術科学大学 教授 澤田和明)

同じセンサチップで複種類(マルチモーダル)の情報を取得するセンサです。

イオンイメージセンサ(豊橋技術科学大学 教授 澤田和明)

見えないものを見る化学の目を持つセンサです。

pH分布の2次元リアルタイム測定をし,生体物質の観測が可能です。

  1. バイオセンサ技術とイメージセンサ技術を融合させることで,蛍光色素等を用いずにイオンや神経伝達の動きをリアルタイムで動画としてとれることができるようになりました。
  2. 電荷転送(CCD)技術により、イオンの信号を電子量に変換し,信号を積分する機構を利用することで従来技術の100分の1以下のイオン濃度まで検出が可能になりました。
  3. 従来のイオン計測は“点”で行うという概念を、イメージセンサ技術を採用することで“面”で観察する概念の重要性を世界的に啓蒙し,新しい産業を引き起こすきっかけを作りました。
(観察例1)異なるpH溶液をピペットの先端から放出されていくリアルタイム水素イオン画像
(観察例2)病変部位のリアルタイム検出

フィルタレス蛍光センサ(豊橋技術科学大学 教授 澤田和明)

蛍光検出法は分子生物学や生化学研究において,広く用いられています。

光学フィルタを用いずに励起光と蛍光の同時検出が可能です。

MEMS Fabry-Perot 干渉計を用いたタンパク質センサ(豊橋技術科学大学 講師 高橋一浩)

生体分子同士に働く分子間力を、標識を用いずに検出することが可能です。

MEMS可変カラーフィルタ(豊橋技術科学大学 講師 高橋一浩)

ナノ構造により構造色を発生するサブ波長格子にアクチュエータ構造を追加して、格子間のギャップを近づけることによって構造色に変化を起こすカラーフィルタを提案しています。可動構造として、素子単位がナノスケールであるNEMSアクチュエータを新規に提案し、電引力により周期構造を変化させて反射光を変化させることに成功しました。

半導体微細加工技術により作製されるサブ波長格子カラーフィルタは、LSI集積回路との一体化が可能です。両者の製造技術の整合性を確認するために,前工程でn-MOS回路を製作し、後工程でNEMS可変カラーフィルタを集積化し,ナノメカニカル素子と集積回路の異種機能集積化に成功しました。

化学センサ/イメージング(豊橋技術科学大学 准教授 服部敏明)

イオン感応性電極および半導体イオンセンサー(ISFET・CCD型イオンセンサ)は,特定のイオンを瞬時に測定できる方法である。可塑化PVCのような有機膜を用いると、様々なイオンに特異的に応答するセンサができる。一方で、イオンに限らず非イオン性物質の検出もできる。また、イメージセンサ上に各種のイオンが検出できる可塑化PVC膜を配置すれば、電子舌や電子鼻の開発が可能である。

図はCCD-Na+イメージセンサを利用して、イオン交換樹脂1粒のイオン交換反応を撮ら得たミクロな化学イメージングである。

イオン交換樹脂直下のセンサ応答 時間とともにNa+が増加している

プロジェクト紹介

CREST
プロセスインテグレーションによる機能発現ナノシステムの創製
統合1細胞解析のための革新的技術基盤

科研費
細胞機能解明のためのイオン・蛍光マルチモーダルイメージセンサシステム創製

「知の拠点あいち」
プロジェクト3 超早期診断技術開発プロジェクト