2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of gel-pump microchip analysis system
| Project/Area Number |
15H03827
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
山口 佳則 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (20386634)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 雄介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (90452135)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 分析化学 / ナノ・マイクロデバイス / 自励振動ゲル / ワンプッシュ分析 / ゲルアクチュエータ / マイクロチップ / 分離分析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ポンプの機構を集積化したマイクロチャンネルを製作しました。ポンプ機構として内部に自励振動ゲルを充填し、内部を流れる速度を画像解析により測定しました。製作したゲルポンプ内臓マイクロチップは、内部に自励振動ゲルを動作させるための反応溶液についても内蔵された構造です。反応溶液をマイクロチップ内に内蔵することで、外部への試薬による汚染を防ぎ、かつ、ゲルの自励振動を適切に促すことができました。その結果、自励振動のゲルの動作能力はマイクロチャンネルに製作された流路内に封入された溶液をただの一度だけ、送液する能力を持っていることが分かりました。そこで、ゲルをあらかじめ収縮させた状態で封入させることで、約20分間隔で繰り返される自励振動を効率よくポンプの原動力にすることができました。製作した自励振動ゲルを内蔵したマイクロチップでの送液の能力は400nL/min程度で、脈動の少ない送液を可能にしました。それには、自励振動ゲルがサイズ普遍性をもつことが上げられます。サイズ普遍性とは小さく切断しても、自励振動の性質を失うことなく、同様に自励振動の性質があるという意味です。自励振動ゲルを数個、マイクロチップ内部に入れ、アクチュエータとして動作させることで、そのポンプの能力を上げることで出来ました。実験では、自励振動ゲルを一個の場合には最大335nL/min、平均88.9nL/min,自励振動ゲルを２つ内蔵したマイクロチップでは、最大457nL/min、平均168.2 nL/minの能力を発揮させることが出来ました。さらに、２個の自励振動ゲルを導入した場合には、自励振動ゲルの脈動を抑えることに成功しました。自励振動ゲルを用いてマイクロチャンネル内の送液には、キャピラリー力を利用した送液、心筋細胞（心筋膜）を利用した送液と比較して、持続時間と送液速度について明らかな優位性が見られました。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
