センサ(検出) - メーカー・企業と製品の一覧

東北大学技術：感染症流行を早期に検知する：T21-311

下水中の感染症関連バイオマーカーを検出する電気化学センサー及びシステムの構築

　近年、社会に大きな被害をもたらすウイルス性感染症に対して、都市下水中に含まれる疫学情報を利用し、感染症患者の発生や感染流行を早期に検知する下水疫学的手法が注目を集めている。現在、感染症に関する下水疫学調査は、主にウイルス遺伝子を対象として、定量 PCR によって検出することで行われている。しかしながら、下水試料の採取からウイルス遺伝子の検出・定量に時間がかかることや、ウイルス濃度が低いためにサンプルの濃縮が必要であること、分析にかかるコストや人的負担が大きいことなどの課題が残されている。　そこで本研究では、迅速かつ簡便に下水中の感染症関連バイオマーカーを検出するセンサーの構築に取り組んだ。バイオマーカーは、ウイルスそのものと比較して高濃度で感染症患者から排出されるものが好ましく、本研究では抗ウイルスヒト Immunoglobulin (Ig) A を試験物質とした。サンプル中の IgA を電極表面に固定化したタンパク質との抗原抗体反応によって捕捉し、反応に伴う電極表面状態の変化を電気化学測定によって検出する測定系の構築を試みた。

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東北大学技術：単一平面型素子で磁場検出：T21-257

IoT用途の3次元磁場センサの小型化に貢献

磁場を電気的に検出することのできる磁場センサは、非接触電流検出、角度・位置検知、電子コンパスなどの様々なアプリケーションに用いられています。一般的な磁場応答素子は、ある特定の方向の磁場成分だけを検出するため、3次元空間の磁場ベクトル方向の検出には、それぞれの方向に対応する複数の素子を立体的に組み合わせる必要があります。このことが、IoT分野で急速に需要が高まる素子小型化や集積化の障害となっています。本技術は、立体構造を必要としない平面型の磁場センサの発明に関するものです。強磁性Fe-Sn薄膜の磁気抵抗効果と異常ホール効果が磁場角度依存性を示すことを利用し、薄膜各部に生じる電圧から3次元空間の磁場ベクトル方向を決定します[1]。単一の感磁層を汎用の素子加工法でパターニングするだけで、3次元磁場センサを作製することができ、他素子との回路集積に適しています。この薄膜は、室温で形成可能、かつ、磁性体特有の効果を用いたIoTデバイス[2-5]にも応用できることから、磁場センサだけでなく、機能複合化による新たな用途創出も期待できます。

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東北大学技術：高感度で安価な振動センサ：T17-103

磁歪層の透磁率の変化を高周波インピーダンスの変化として振動を検出

現在の技術で最も高い感度を有する振動センサとしてレーザードップラー振動計やMEMS技術を利用した加速度センサが知られているが、高価であるため、診断対象物に対する多数個の取り付けが難しい。一方、安価な振動センサとして、ひずみゲージが知られているが、異常振動を検出できるほど感度は高くない。本発明では、磁性体に歪みを与えると極めて高い感度で透磁率が変化し、透磁率の変化を高周波インピーダンスの変化として検出できることに着目し、さらにカンチレバーの形状を工夫した。本発明により高感度な振動センサを安価に提供することが可能となった。

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東北大学技術：トルクセンサの製造方法：T12-094

金属ガラス被膜を溶射によって形成するトルクセンサの製造方法

従来のトルクセンサの回転軸の磁歪部を構成する磁性材料は、高透磁率と高磁歪の二つの特性が求められるため、アモルファス合金が適している。しかし、回転軸表面にアモルファス合金の薄帯を接着剤で貼り付けて固定すると、回転軸との密着性が高くないため、十分な検出特性が得られないという課題がある。また、高速溶射プロセスによって回転軸表面に金属ガラス皮膜を形成する場合でも、非晶質金属粉末の微粉を使用しなくてはならないという制約があり、製造コストがかさむという課題がある。　本発明によって、トルクの検出特性や製造コスト等について改善したトルクセンサおよびその製造方法を提供することが可能になった。本発明は、回転軸の表面に金属ガラス皮膜を含む磁歪部を有するものである。金属ガラス皮膜は金属粉末を含む火炎を噴射して、金属粉末を溶融させるとともに、火炎が回転軸の表面に達する前より冷却方式を用いて金属ガラス皮膜を形成することを特徴とする。これによって、簡単かつ迅速に磁歪部が形成される。また、トルク検出に関してすぐれた特性を発揮する。

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東北大学技術：防水マイクロフォン：T23-010

信号変換方法を工夫し、周辺環境に乱されない音波検出を実現可能に！

　マイクロフォンに代表されるように周辺環境の情報取得に音波を用いる装置の産業利用が行われている。近年では、輸送分野(自動車等)の自動運転を実現する目的でさまざまなセンシング技術が研究されているなか、音波計測を検知デバイスとして活用する技術に注目が集まっている。従来、検知手段としてレーザーやカメラの検討がなされてきたが、雨等の荒天時に検出感度が低下することが自動運転の実現には大きな障害となっており、技術革新が望まれていた。　本発明は、音波を電気信号へ変換する過程を見直し、信号変換方法を工夫することで、周辺環境の擾乱に強い検知デバイスの実現を可能にするものである。

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東北大学技術：水素ガスセンサ及び製造方法：T08-067

100％窒素に1000ppm水素-窒素混合を導入した際、抵抗値変化が１桁超かつ1秒未満の応答時間が可能

化石燃料の枯渇および環境問題を解決するために、水素は将来有用に使われるエネルギー資源として注目されている。しかし、大気中で水素濃度が4％以上になると爆発する危険があり、安全に水素燃料を使用するためには水素漏洩に対して正確で早い検知が可能な水素センサーが必要である。つまり水素利用の最優先課題は、燃料電池開発そのものではなく、システムを安心して利用するため安全対策に欠かせないセンサの開発とも言われている。本発明によれば、簡便な構造により低コストで耐久性が高く、しかも高い検出感度、広い検出領域及び水素ガス選択性を有する水素センサを提供することができる。

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東北大学技術：超小型UVフォトダイオード：T16-152

フィルターが不要なため、薄型化を実現し、光の減衰を抑え、高効率なUV（紫外線）センサーを実現

近年、ヘルスケアの分野において、日焼けやシミなどの予防に関する関心が高まりつつあり、スマートフォン等で紫外線が簡単に計測できれば、健康管理や美容医療への貢献が期待される。また、産業分野においても紫外線を扱う機器が増えており、紫外線を計測・センシングするニーズが高まりつつある。本技術は、今回、シミやしわの原因となるUV-Aから、日焼けの原因となるUV-Bまでを、シリコン半導体で計測することを実現した。これまでに190-1100nm の広光波長帯域で高い感度を有し、強い紫外光に長期間照射されたとしても性能劣化が起こらない高い耐光性を有するシリコンフォトダイオード(PD)技術を開発してきた。更に、このシリコンPD技術を応用して差分型の検出方式を新たに導入し、可視光や近赤外光を含む背景光がある環境においても紫外線領域の光信号を選択的に効率よく検出する技術を実現した。※UV-Cについても理論上実現可能(要相談)

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東北大学技術：非酵素型バイオセンサ：T22-321

全印刷プロセスで製造できる有機電気化学素子

有機電気化学トランジスタ（OECT）をグルコースオキシダーゼ等の酵素で修飾すると、血糖値等の糖類検知が可能なバイオセンサに応用することができる。現状、酵素の不安定さや高価格が問題となっているため、非酵素型OECTバイオセンサの開発も進められている。非酵素型OECTバイオセンサでは、酵素の代わりに、グルコースを感知する官能部位であるフェニルボロン酸（PBA）を用いることが一般的である。しかし、PBAの適用には電解重合反応が必須であり、デバイス製造工程の煩瑣さが課題であった。本発明は、酵素やPBAを用いないグルコースセンサに関するものである。グルコース検知部位として、導電性ポリマーに多糖類を混合した膜を用いることによって、グルコースセンサとしての駆動を実現している。また、電極に各種金属インクを用いれば、製造工程の全プロセスを印刷法で製造できるため、この製造工程の簡易さも大きな利点である。右図は、本センサを用いてグルコース溶液を検出した結果である。酵素やPBAを使わずとも、低濃度のグルコースを検出できていることが分かる。

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東北大学技術：磁気センサ：T19-383

高感度と高精度を両立可能なトンネル磁気抵抗型磁気センサ（TMRセンサ）

ホール素子を始めとして、多くの磁気センサが高度IoT社会の実現のために幅広く利用されている。中でも、東北大学で発見されたトンネル磁気抵抗効果を利用したセンサ（TMRセンサ）の高感度化が飛躍的に進んでおり、生体磁場などの微弱な磁場が検出可能になっている。しかし、従来のTMRセンサでは、高感度と高精度を両立することが難しかった。本発明により、利用する強磁性材料の高次の磁気異方性を制御することで、高感度、かつ、高精度を実現するために必要な、出力の線形性が極めて高いTMRセンサを提供することができる。

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東北大学技術：感染症流行を早期に検知する：T21-311

東北大学技術：単一平面型素子で磁場検出：T21-257

東北大学技術：高感度で安価な振動センサ：T17-103

東北大学技術：トルクセンサの製造方法：T12-094

東北大学技術：防水マイクロフォン：T23-010

東北大学技術：水素ガスセンサ及び製造方法：T08-067

東北大学技術：超小型UVフォトダイオード：T16-152

東北大学技術：非酵素型バイオセンサ：T22-321

東北大学技術：磁気センサ：T19-383

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