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Development of an Autonomously Controlled Device for Generating Droplets Containing Microparticles and Elucidation of the Mechanism of Microdroplet Formation

Research Project

Project/Area Number 22K14159
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

Okamo Shunya  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00909294)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsマイクロ流体チップ / 遠心マイクロ流体デバイス / デジタルELISA / デジタルLAMP / 自律制御 / 定常回転 / 液滴形成 / 自律型流体制御
Outline of Research at the Start

本研究は,小型でかつ低価格で,高感度な血液分析システムの実現を目指し,遠心マイクロ流体デバイスにおける新たな流体制御技術の開発を行うものである.特に本研究では,シンプルな理論や構造で実現可能な流体制御技術を開発することで,反応容器の微細集積化や,微粒子の挙動制御に取り組み,化学反応の高効率化を図り,分析の高感度化を低価格で実現することを目指しています.

Outline of Final Research Achievements

This study aims to achieve a highly sensitive blood analysis system using a compact and low-cost analytical device by developing new fluid control technique of centrifugal microfluidic devices. We developed a device that automatically generates microdroplets containing microparticles necessary for ultra-sensitive analysis, demonstrating that over 1000 microdroplets can be produced by simply rotating the device at a constant speed for a few minutes. Additionally, we investigated the integration, confirming that it is possible to generate more than 30 droplets per square millimeter.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血液などの生体物質の高感度分析がより手軽にできるようになることによって、疾病の早期発見などにつながり、人々の健康維持や健康寿命の延伸、また、社会保障費の削減が見込めます。
超高感度分析を安価に実現するためには、新たな流体制御技術の研究が不可欠です。特に手軽さを実現するためには、低コストであることや低侵襲であることなどが求められます。そのため、本研究では、加工方法や制御方法などに制限を設けた上で、微量の液体を高精度に取り扱うための流体制御技術の開発を行っています。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2023

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] デジタル ELISA のための自律制御型遠心マイクロ流体デバイスの開発(第 2 報) -微量液体単離機構によるビーズ捕捉の検討-2024

    • Author(s)
      中村勝太, ビンティムハマドサイディアティラワルダ, 永井萌土, 柴田隆行, 岡本俊哉
    • Organizer
      2024年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] デジタル ELISA を指向した自律制御型遠心マイクロ流体デバイスによる微小液滴生成機構の検討2023

    • Author(s)
      中村勝太,アティラワルダビンティムハマドサイディ,永井萌土,柴田隆行,岡本俊哉
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第48回研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] デジタル ELISA のための自律制御型遠心マイクロ流体デバイスの開発-微小液滴の生成に向けた微量試薬操作手法の基礎検討-2023

    • Author(s)
      中村勝太, 永井萌土, 柴田隆行, 岡本俊哉
    • Organizer
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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