マイクロポンプ-pH センサ一体集積化デバイスの試作評価

出典: BeansCM

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環境応用デバイス 環境センシング 分析対象
環境応用デバイス 環境センシング 分析項目 その他


目次

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バイオセンサにおいて課題であった送液システムについて、MEMS技術も用いてを小型化することでポンプとセンサを集積化させ簡易的な一体化デバイスを作製することがが可能となった。このことは既存の半導体ラインをそのまま転用できるため、新しい設備投資なく安価な大量生産につながる。また、これら技術の応用としてpHセンサとマイクロポンプを一体化形成したデバイスを試作し、センサとポンプを連動させたph測定を実施したのでその結果について報告する。

構造

デバイスの構造を図1に示す。3つのマイクロポンプとphセンサ、電極からなる。作製方法を表2に示す。最後の接合以外は、半導体プロセスから構成されている。作製した図3に示す。

特性・性能・評価

図4 ポンプ5V駆動時のフラットバンド電圧の変化の様子

試作したデバイスを用いてpH4とpH9の2種類の緩衝液を用いてセンサ面を満たす緩衝液を置換し、ポンプと連動させてpHセンサを働かせる評価を実施した。まずph4の緩衝液でポンプーセンサ面を満たし、電気浸透流ポンプ駆動によりセンサ面の試薬をpH9の緩衝液に置換する。そのときの容量電圧特性の測定結果を図4に示す。pHが4から9に移行するにしたがってフラットバンド電圧がシフトしていく様子が確認できる。なお、pH4と9の電圧値は事前に確認しておいたフラットバンド電圧の測定平均値である。これにより、ポンプ送液とセンサが連動して働きセンシング可能であることが示せた。





文献情報,参考文献

電気学会センサ・マイクロマシン部門主催 第28回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム論文集 ( 2011年、東京 ) pp.701~705

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