マイクロ流体環境におけるマイクロツールによるレーザーマイクロマニピュレーション

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550233
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新井 史人 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90221051)
• Keywords: 光ピンセット / マイクロツール / マイクロマニピュレーション / 細胞操作 / マイクロ流体チップ / 微細作業 / スクリーニング / バイオMEMS

Research Abstract

以下に示す2つの研究課題に分けて研究開発を行った.
(I)マイクロツールの設計と製作
微生物(たんぱく質)や細胞がマイクロツールに付着するように,直径3μm程度のマイクロビーズ表面をアミノ基およびOH基で修飾したものを利用し,ガルバノミラーによってレーザを高速走査することで,マイクロツールの走査を行い,微生物(イースト菌)の搬送実験を行った.レーザ強度とスキャニングのパターンを調整することで,2つの結合ビーズを観察方向に対して横にしたり立てたりすることができることを確認した.ガルバノミラーはDCモータ駆動であるが,周波数応答を計測したところ1KHz程度までスキャニング可能であることを実験的に確認でき,マイクロツールの姿勢制御には十分な即応性があることを確認した.また,付着性のマイクロビーズに微生物(イースト菌)を固定した後,微生物に直接レーザ照射することなしに搬送することに成功した.搬送したマイクロビーズはマイクロ流体チップ内のガラス底面に固定できることを確認した.付着強度は十分であり,チップ内での連続培養実験に応用できる可能性を確認した.
(II)マイクロツールの環境投入と環境制御
マイクロツールをマイクロ流体チップ内の狙った局所へ必要量だけ投入する方法について研究を行った.加熱によってゲル化する熱ゲルを用いたマイクロバルブを設計し,試作した.温度制御によって,バルブの開閉動作を実験的に確認した.環境制御を行い,バルブを開くことで,マイクロビーズを局所環境に投入できた.投入したマイクロビーズを光ピンセットにより操作することで,微生物を間接操作して搬送することに成功した.