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J-GLOBAL ID：201302289753253291   整理番号：13A0712899

デジタル酵素結合免疫吸着法に向けた高感度蛍光検出用CMOSイメージセンサの開発

Development of a CMOS image sensor with high sensitivity fluorescence detection for digital enzyme-linked immunosorbent assay

著者 (10件)： 竹原浩成 (奈良先端科学技術大学院大) ,  宮澤和也 (奈良先端科学技術大学院大) ,  岡林大恭 (奈良先端科学技術大学院大) ,  笹川清隆 ,  野田俊彦 ,  徳田崇 ,  太田淳 ,  KIM Soo Hyeon ,  飯野亮太 ,  野地博行
資料名： 電気学会バイオ・マイクロシステム研究会資料  (電気学会研究会資料)
巻： BMS-13  号： 11-14.16-17  ページ： 5-8  発行年： 2013年03月26日 
JST資料番号： L6187A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 著者らは以前にfLオーダーの蛍光反応チャンバーアレイを用いたデジタルELISA(酵素結合免疫吸着法)を提案し,装置の小型化のためにfLチャンバーアレイのCMOSイメージセンサ上への集積を行った。本論文では,励起光を除去する干渉フィルタやライトガイドアレイ構造を集積するのに適した,簡素な構成のCMOSイメージセンサを作製した。まず,各画素内のフォトダイオードの電位を増幅するトランジスタが画素ごと,カラムごとに形成され,1)カラムアンプ部のバラツキによる固定パターンノイズ(縦スジ),2)画素内のトランジスタのバラツキによるピクセル固定パターンノイズが問題となる。そこで,1)はトランジスタのパターンレイアウトを変更し,CMOSスイッチのチャネル幅の拡大によるオン抵抗の低減,ポリシリコンパターンの隣接配置などによって改善した。また,2)はポリシリコンダミーパターンの配置によって画素内トランジスタのゲートポリシリコンパターンの孤立化を避けるなど,加工バラツキの低減を図った。さらに,Nch MOSFETで構成したソースフォロワの出力回路は単独で十分な静電放電耐性を確保できず,Vdd側で寄生ダイオードが使えない。そこで,ソース側にもバラスト抵抗を配した特殊レイアウトのトランジスタを作成し,出力Nch MOSFETと同じ構造のオフトランジスタを並列接続した。

シソーラス用語： *イメージセンサ ,  *半導体集積回路 ,  フォトダイオード ,  *トランジスタ ,  画素 ,  雑音 ,  レイアウト ,  配置問題 ,  分散【variance】 ,  放電 ,  MOSFET ,  *蛍光検出器 ,  *CMOSイメージセンサ ,  *CMOS集積回路 ,  ばらつき ,  静電気放電
準シソーラス用語： パターンノイズ ,  静電放電

分類 (4件)： 図形・画像処理一般  (JE04010I) ,  半導体集積回路  (NC03162T) ,  トランジスタ  (NC03070N) ,  測光と光検出器一般  (BD07031F)

引用文献 (8件)：

• [1]Y. Rondelez, G. Tresset, K. Tabata, H. Arata, H. Fujita, S.Takeuchi and H. Noji, "Microfabricatid arrays of femtoliter chambers allow single molecule enzymology," Nat. Biotechnol.,vol. 23, pp. 361-365, 2005.
• [2]S. Sakakihara, S. Araki, R. lino, H. Noji, "A single-molecule enzymatic assay in a directly accessible femtoliter droplet array," Lab on a Chip, vol. 10, pp. 3355-3362, 2010.
• [3]D.M. Rissin and D.R. Walt, "Digital concentration readout of single enzyme molecules using femtoliter arrays and Poisson statistics," Nano Letters, vol. 6, pp. 520-523, 2006.
• [4]D.M. Rissin, C.W. Kan, T.G. Campbell, S.C. Howes, D.R.Fournier, L. Song, T. Piech, P.P. Patel, L. Chang, A.J. Rivnak,E.P. Ferrell,J.D. Randall, G.K. Provuncher, D.R. Walt, and D.C.Duffy, "Single-molecule enzyme-linked immunosorbent assay detects serum proteins at subfemtomolar concentrations," Nat.Biotechnol., vol. 28, pp. 595-599, 2010.
• [5]Soo Hyeon Kim , Shino Iwai , Suguru Araki , Shouichi Sakakihara , Ryota lino and Hiroyuki Noji, "Large-scale femtoliter droplet array for digital counting of single biomolecules," Lab on a Chip, vol. 12, pp. 4986-4991, 2012.

タイトルに関連する用語 (7件)： デジタル ,  酵素 ,  免疫吸着法 ,  高感度 ,  蛍光検出 ,  CMOSイメージセンサ ,  開発