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

针对医疗应用的智能微分析芯片系统研究

• 批准号: 03J50501
• 负责人: 野田 俊彦
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J50501/
• 关键词: 血液検査; micro-TAS; Lab.-on-a.chip; 吸光光度測定; その場診断(point of care); インテリジェント・ヒューマン・センシング; Lab.-on-a-chip; μTAS; 血液分析; 微小流路

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。

In the previous year, detailed performance evaluations of prototype chips have been conducted, and although it has proven effectiveness as a blood test chip, there is room for further improvement.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。 Furthermore, in conventional chips, a two-solution mixing-reaction channel equipped with a solution temperature control mechanism was formed in the chip, as a solution pretreatment method was performed by hand.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。 Therefore, we utilized Toyohashi技术大学的半导体研究设施，并基于上一年积累的芯片制造工艺技术，我们更改了该过程以适合我们这段时间设计的芯片，并成功地制造了芯片。作制チップの特性评価を行ったところ、 作制チップの特性评価を行ったところ、 作制チップの特性评価を行ったところ、 作制チップの特性评価を行ったところ、 作制チップの特性评価を行ったところ、 作制チップの特性评価を行ったところ、 集积回路は设计どおりに动作し、同期検出机构は良好な雑音除去特性を示した。またセンサ部分の评価においては、参照溶液の不要化を実现したことを実験的に明らかにした。 集积回路は设计どおりに动作し、同期検出机构は良好な雑音除去特性を示した。またセンサ部分の评価においては、参照溶液の不要化を実现したことを実験的に明らかにした。 sos 集积回路は设计どおりに动作し、同期検出机构は良好な雑音除去特性を示した。またセンサ部分の评価においては、参照溶液の不要化を実现したことを実験的に明らかにした。线性和动态范围评估，已经表明，原型芯片具有足够的特征，可用于血液测试，但需要进行详细衡量，并进行了详细的评估。

项目成果

Toshihiko Noda: "Characteristics of High-Resolution Hemoglobin Measurement Microchip Integrated With Signal Processing Circuit"Japanese Journal of Applied Phisics. Vol.43 NO.4B(未定). (2004)

Toshihiko Noda：“集成信号处理电路的高分辨率血红蛋白测量微芯片的特性”日本应用物理学杂志第 43 卷 NO.4B（待定）。

Performance of Absorption Photometry Microchip for Blood Hemoglobin Measurement Integrated with Processing Circuits and Si(110) 45°2-Mirrors

集成处理电路和 Si(110) 45°2 镜的用于血红蛋白测量的吸收光度微芯片的性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: Sensors and Actuators B (採択済み)(掲載号未定)
• 作者: Toshihiko Noda;Hidekuni Takao;Kazunori Yoshioka;Narihiro Oku;Mitsuaki Ashiki;Kazuaki Sawada;Koichi Matsumoto;Makoto Ishida
• 通讯作者: Makoto Ishida

Characteristics of High-Resolution Hemoglobin Measurement Microchip Integrated with Signal Processing Circuit

集成信号处理电路的高分辨率血红蛋白测量微芯片的特点

• 发表时间: 2004
• 期刊: Japanese journal of applied physics 43
• 作者: T.Noda;H.Takao;M.Ashiki;H.Ebi;K.Sawada;M.Ishida
• 通讯作者: M.Ishida

Toshihiko Noda: "A High Resolution Hemoglobin Measurement Cell Integrated With Signal Processing Circuit"Extended Abstracts of the 2003 International Conference on Solid State Devices and Materials. 694-695 (2003)

Toshihiko Noda：“与信号处理电路集成的高分辨率血红蛋白测量单元”2003 年国际固态器件和材料会议的扩展摘要。