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マイクロ多方向切換バルブを用いたマイクロ分注システムの開発

Research Project

Project/Area Number 17760219
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

長谷川 忠大  大阪工業大学, 工学部, 助教授 (10340605)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywordsマイクロ多方向バルブチップ / マイクロ分注チップ / マイクロポンプチップ / 化学IC / μ-TAS / マイクロ多方向切換バルブチップ / 最適設計 / ハット型チェックバルブ / 非接触マイクロ流体検知
Research Abstract

本年度は,大別して,1)マイクロ多方向切換バルブチップとマイクロ分注チップを組合せた自動システムにおける分注操作の検証,2)双方向輸送マイクロポンプチップの基本機構の考案,3)マイクロ分注チップにおける分注量をマイクロリッターオーダーからナノリッターオーダーへの高精度化,の3つの研究実績を得た.
1)については,平成17年度の成果として,微少量のサンプルを無駄なく空気の加減圧動作のみにより1Fl毎に切り分けるマイクロ分注チップと,500kPa以上の高耐圧構造でありながら内蔵したマイクロソレノイドにより10個もの流出口を切り換える多方向切換バルブチップを開発し,チップ単体での基本動作を実証してきた.そこで,これらを組み合わせた自動システムでの分注実験により実用化へ向けた知見を見出した.
2)については,ロータリー型の押し出し式マイクロポンプについて検討し,マクロモデルを設計・試作した.このポンプは0.01〜1μl/sの流量制御と500kPa以上の加圧性能があり,ポンピング原理の有効性は確認できた.しかし,アクチュエータを内蔵したマイクロポンプチップとして実現することが困難であった.そこで,多方向切換バルブチップを利用した新規のマイクロポンプを考案し設計試作した.
3)については,マイクロ分注チップの実証機により,マイクロ流体を1μlと0.5μl毎に連続分注できることを確認してきた.さらに,分注量のばらつき軽減やナノリッターオーダーの分注精度に対応すべく流路形状や配置,チェックバルブのサイズなどを最適化し,約10nlの分注ができることを確認した.
以上の研究成果は,血液検査などのポータブルヘルスケアデバイスのための流体制御デバイスの基幹技術に成り得るものである。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] 多分岐切換用ロータリー型マイクロバルブチップ(第1報)ロータリー機構を利用した多分岐切換原理の実証2007

    • Author(s)
      長谷川忠大, 中嶋健一郎, 生田幸士
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 C編 Vol. 73,No. 727

      Pages: 811-816

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  • [Journal Article] AIR PRESSURE TYPE MICRO DISPENSER SYSTEM WITHOUT ANY DEAD VOLUME FOR PORTABLE MICRO CHEMICAL DEVICE2006

    • Author(s)
      Tadahiro Hasegawa, Fumiyuki Omatsu, Toshiyuki Tsuji, Koji Ikuta
    • Journal Title

      The 10th International Symposium on Micro Total Analysis System (μ-TAS 2006)

      Pages: 1112-1114

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  • [Journal Article] ポータブルヘルスケアデバイスのためのマイクロ分注システムの開発2006

    • Author(s)
      長谷川忠大, 尾松史之, 辻 亨之, 生田幸士
    • Journal Title

      生体医工学シンポジウム2006

      Pages: 241-242

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  • [Journal Article] マイクロ多分岐切換バルブチップの最適設計2006

    • Author(s)
      長谷川忠大, 尾松史之, 生田幸士
    • Journal Title

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'06講演

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  • [Journal Article] 化学ICの研究(第19報)マイクロソレノイド内蔵型多分岐切換バルブチップのための最適設計2006

    • Author(s)
      長谷川忠大, 尾松史之, 生田幸士
    • Journal Title

      第24回日本ロボット学会学術講演会

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  • [Journal Article] アクチュエータ内蔵型マイクロ多分岐切換バルブチップの開発2006

    • Author(s)
      尾松史之, 長谷川忠大, 生田幸士
    • Journal Title

      日本機械学会関西学生会平成17年度卒業研究発表講演会

      Pages: 1512-1512

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      長谷川忠大, 中嶋健一郎, 辻亨之, 生田幸士
    • Journal Title

      第44回日本生体医工学会大会 第43巻特別号

      Pages: 285-285

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      長谷川忠大, 中嶋健一郎, 辻亨之, 生田幸士
    • Journal Title

      第11回化学とマイクロ・ナノシステム研究会

      Pages: 70-70

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      長谷川忠大, 辻亨之, 中嶋健一郎, 生田幸士
    • Journal Title

      第23回日本ロボット学会学術講演会

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      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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