電極集積化マイクロチャネルチップの空間デザインと応答特性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650866
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 訓行 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20011116)
• 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, 工学部附属総合試験所, 助教授 (40186367) ; 北森 武彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60214821) ; 火原 彰秀 東京大学, 工学部附属総合試験所, 助手 (30312995) ; 佐藤 記一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (50321906)
• Keywords: マイクロチャネル / マイクロ電極 / 顕微分光 / 熱レンズ顕微鏡

Research Abstract

本研究では、マイクロ電極を集積化したマイクロチャネルチップを作製し、その電気化学応答の特徴を明らかにすると共に、その特徴を利用した分析法を開発することを目的とする。そのために、(1)電極集積化マイクロチャンネルチップの作製法の確立、(2)電気化学応答の特徴-活性種の濃度分布とその時間応答の解明、(3)分析化学的応用への展開の、三つの課題を設定し研究を進める。
本年度は、初年度に確立した電極集積化マイクロチャネルチップの作製法を発展させ、金電極だけでなく、リフトオフ法により銀、白金、さらには酸化チタンを電極材料とするチップの作製法を確立した。これらを用いて、流れ下におけるサイクリックボルタンメトリー、および定電位電解時の電流応答を検討し、シミュレーションと一致することを確認した。また、電極反応生成物のチャネル内空間分布から、その特徴を明らかにした。
分析化学的な応用として、空間特性を利用した顕微分光法と組み合わせた電極集積化マイクロチャネルチップによる熱レンズ検出法を開発した。これにより、電極面積、試料量とも微小であり、電流検出では感度的に厳しいマイクロチャネル内電気化学反応を、高感度検出することに成功した。本手法は、吸光法と同様の試料適用範囲を有し、かつ蛍光法と同等の感度・空間分解能を有する検出法であり、急速に発展しつつあるマイクロ化学システムに強力な検出法を提供するものと期待される。

Research Products

• [Publications] 金 幸夫: "集積化ミクロ化学システム"マテリアルインテグレーション. 15・2. 3-8 (2002)
• [Publications] 北森武彦: "マイクロチップに集積した化学システム"ケミカルエンジニヤリング. 47・11. 860-865 (2002)
• [Publications] Akihide Hibara: "Nanochannels on a Fused-Silica Microchip and Liquid Properties Investigation by Time-Resolved Fluorescence Measurements"Anal.Chem.. 74・24. 6170-6176 (2002)