2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13124203
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北森 武彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60214821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久本 秀明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (00286642)
金 幸夫 東京大学, 工学部付属総合試験所, 助教授 (40186367)
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| Keywords | マイクロチャネル / ミクロ空間 / マイクロ化学システム / 熱レンズ顕微鏡 / マイクロ単位操作 / ナンバリングアップ / コンビナトリアルケミストリー |
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| Research Abstract |
本研究は、マイクロチャネルの特徴を活かした高効率マイクロ合成システムの構築を目指して、ミクロ空間の特徴、および液液界面・固液界面を活用した種々の反応を取り上げ、それらの反応効率を評価し、マイクロ合成システムの設計指針を得ることを目的とする。平成14年度では、(1)マイクロチップを用いた化学プロセス設計の方法論の確立、(2)パイルアップによる大量合成の実証、および(3)マイクロ化学チップのコンビケムへの展開を図った。
混合、反応、抽出、相分離といった単位操作をマイクロチップで実現した「マイクロ単位操作」と、それらを順につなぎ、一定流の下で順次反応を進める「連続流化学プロセス」の概念を提唱し、これにより多段階にわたる複雑な化学プロセスを設計、実現できることを示した。具体例としてコベルトイオンの湿式分析を取り上げ、一連の操作を行うマイクロ化学チップを実現した。
大量合成に向けたナンバリングアップ手法によるスケールアップを、3cm×7cmのガラス基板上に作製したマイクロチャネルを10枚重ねた積層構造にした「パイルアップ型マイクロリアクター」を作製し、アミド化反応を例に取り上げ、十分な生産性(g/h・10枚)を確保できることを実証した。
3枚の基板を用いたチャネルの立体交差構造を作製し、これを利用した、2種類の酸クロライドと2種類のアミンを反応させ4種類の生成物を得る2×2コンビナトリアル合成チップを作製した。本手法は原理的には無限の組み合わせが可能であり、コンビナトリアルケミストリ、反応条件検索、あるいは薬品のスクリーニングといった非常に多数の試料あるいは反応条件を、高効率にスクリーニングするための手法を与える。
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[Publications] Manabu Tokeshi: "Continuous Flow Chemical Processing on a Microchip by Combining Micro Unit Operations and a Multiphase Flow Network"Anal.Chem.. 74・7. 1565-1571 (2002)
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[Publications] Yoshikuni Kikutani: "Pile-Up Glass Microreactor"Lab on a Chip. 2・4. 193-196 (2002)
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[Publications] Yoshikuni Kikutani: "Glass Microchip with Three-Dimensional Microchannel Network for 2×2 Parallel Synthesis"Lab on a Chip. 2・4. 188-192 (2002)
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[Publications] 北森武彦: "マイクロ化学システム"現代科学. 7. 14-20 (2002)
