2004 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロチップ集積化による反応・機能制御システムの開発
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13GS0024
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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) |
小林 修 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (50195781)
松本 和子 早稲田大学, 理工学部, 教授 (60111457)
庄子 習一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00171017)
魚住 泰彦 自然科学研究機構, 分子科学研究所, 教授 (90201954)
久本 秀明 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 助教授 (00286642)
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| Keywords | マイクロチップ / 機能性微小空間 / 表面修飾 / 触媒反応 / 微小流体制御技術 / マイクロ化学システム / マイクロ単位操作 |
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| Research Abstract |
マイクロチップ内へ化学システムを集積化する研究は、微小空間が提供する物理的特徴を利用したものが世界的に主流である。これに対し我々は、触媒反応・選択的分子認識などの化学的機能を微小空間自体に積極的に付与することで、「機能性微小空間」を創成することを目的とする。本年度は、昨年度から発展しているマイクロチップ内合成反応をさらに展開させ、高機能リアクターを開発した。また、チャネル表面のぬれ性を制御することで、従来は困難であったマイクロチャネル流体内に混在する気体の制御や、液/液制御が実現できるようになった。さらにシステム化に向けた検討を行ない、高機能デバイスを集積化したマイクロチップの開発をおこなった。具体的には以下の4点を明らかにした。
(1)チップ内反応を指向した化学機能分子の創成をおこなった
マイクロチップ内合成反応に適した高機能不斉触媒を創成した。本触媒は水中で繰り返し使用可能な高機能パラジウム触媒であり、既に開発した堰き止め構造を持つチャネルによる触媒固定、あるいは表面固定化技術を用いてマイクロチャネルに固定化が可能であると考えられる。
(2)新規化学機能微小空間の創成とマイクロチップ内合成反応をおこなった
高活性なマイクロカプセル化パラジウム触媒をマイクロチャネル壁面修飾により固定化し、気体/液体/触媒固定壁面が関与する水素ガスを用いた還元反応を行なうと、三相が非常に近接した理想的な空間が創成され、高速な還元反応が実現できた。
(3)チャネル壁面のぬれ性を制御することにより気/液・液/液制御を実現した
従来困難であった混在した気体と液体あるいは水相と油相といった相分離を、チャネルの構造及び部分的な表面修飾を利用することで実現させることができた。
(4)システム化に向けた様々な機能を持つチップを創成した
新規蛍光プローブを開発し、イオンセンシングデバイスを集積化したマイクロチップの創成をおこなった。
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