マイクロマシニングによる集積化反応・分析システムの開発研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10354012
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 喜多村 昇 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50134838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 作原 寿彦 セイコーインスツルメンツ(株), 技術本部・課長 ; 安宅 龍明 セイコーインスツルメンツ(株), 技術本部・部長 ; 石坂 昌司 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80311520)
• Keywords: マイクロ反応・分析システム / マイクロマシニング / マイクロ電極 / マイクロチャンネル / インプリンティング法 / ポリマー基板 / 液 / 液抽出 / マイクロフローセル

Research Abstract

通常のシリコンウエファー等を対象とした微細加工ではクリーンルームや高価な露光装置が必要となり、本研究目的を達成するにあたっては問題となる。そこで、簡便かつ安価な微細加工法として、ポリマー基板を用いたインプリンティング法によるマイクロチャンネル基板の創製とその応用を試みた。また、新たにマイクロ電極内蔵型のチャンネルチップの作製と評価も行った。
1)液/液抽出効率に対するチャンネル壁構造の効果に関する研究: インプリンティング法を用いることにより、様々な構造のチャンネルを容易に作製できることに着目し、形状の異なるポリマー基板マイクロチャンネルチップを作製した。対称および非対称なジグザグ構造壁を持つチャンネルチップを作製し、チップ中における色素の油/水抽出を測定したところ、抽出効率は平坦壁や対象ジグザグ壁を持つものより、非対称ジグザグ壁を持つマイクロチャンネルの方が高効率となることを見出した。また、この原因として油/水界面の構造が極めて重要であることを示した。
2)電極内蔵型マイクロチャンネルチップの創製: ポリマー基板への金属の直接真空蒸着とリソグラフィー・エッチングを駆使して電極基板を作製した。これとチャンネル基板を接着させることにより電極内蔵チャンネルチップを作製できた。溶液停止および送液下で電極応答を評価したところ、チャンネル中においては電極上への物質供給と電極からの拡散がチャンネル壁により制限されるため、バルクとは異なる応答が観測された。また、generation-collection実験を行ったところ、電極間距離68マイクロメートルにおいても約90%の捕捉率を達成した。

Research Products

• [Publications] 中谷清治: "A Study on Liquid/Liquid Extraction into Single Picoliter Droplets and in situ Electrochemical Microanalysis."Analytical Chemistry. 72(2). 339-342 (2000)
• [Publications] 八尾浩史: "Photoisomerization of DODCI at Solid/Liquid Interfaces Studied by Steady-State and Time-Resolved Total-Internal-Reflection Fluorescence Spectroscopy."Langmuir. 16(7). 3454-361 (2000)
• [Publications] 羽渕聡史: "Chemical Size Effects on Fluorescence Lifetime of Rhodamine 6G in Ethylen Glycol/Water Microdroplets Dispersed in Polydimethylsloxane Matrix."Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. 133(3). 189-196 (2000)
• [Publications] 八尾浩史: "Mesoscopic String Structures of Thiacyanine J Aggregates in Solution."Chemical Communications. 9. 739-740 (2000)
• [Publications] 金幸夫: "A Spatially-Resolved Fluorescence Spectroscopic Study on Liquid/Liquid Extraction Processes in Polymer Microchannels."Analytical Scienes. 16(8). 871-876 (2000)
• [Publications] 上野貢生: "Fabrication and Characteristic Responses of Integrated Microelectrodes in Polymer Channel Chip."Chemistry Letters. 8. 858-859 (2000)