2004 Fiscal Year Annual Research Report
高機能バイオセンシングのためのサンプル分離抽出・分析前処理マイクロシステムの構築
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16201031
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
庄子 習一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00171017)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船津 高志 東京大学, 大学院・薬学研究院, 教授 (00190124)
本間 敬之 早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (80238823)
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| Keywords | マイクロ流体システム / マイクロ化学システム / MEMS / マイクロ流体素子 / 生体分子ソータ / サンプルインジェクタ / ガラス微細構造 / シースフロー |
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| Research Abstract |
我々はMicroTAS(マイクロ化学・生化学分析システム)の開発を行っており,DNAやタンパク質といった生体物質の抽出・前処理にMEMSおよびナノテクノロジー技術を適用し,トータルシステムとしての機能を改善することを目的とする。具体的には特定の細胞や組織から生体サンプルを抽出・処理し,マイクロ生化学分析チップへ供給するシステムの実現を目指す。初年度に当る今年度は主に下記要素技術の確立を行った。
ハイドロゲルの相転移を用いた生体分子の分離・抽出に関しては,1入力-2分岐型のマイクロソータについて,CFDによる流体解析を基にした流路構造の最適化により,10msecオーダーのソートスピードを実現した。また,2次元平面流路を用いたマルチソーティングについても検討し,DMDを用いてレーザを操作することにより流れの制御を確認した。生体分子の分離・抽出を行う方法として,シースフローを用いる手法についても検討し,2入力-4出力のソータを試作・評価を行った。シースフローを用いたサンプルインジェクションについてはCFDを用いた流体解析により流路構造を最適化するとともに,キャリア流の流量を制御するマイクロバルブを集積化することにより10nlオーダーのサンプル導入を実現することに成功した。システム構成要素として重要なマイクロバルブとしてすべてシリコンゴムの一種であるPDMSからなる流路と同じ幅のニューマチック方式のものを開発した。バルブ部分の円形にすることによりリークフリーを実現した。電気化学プロセスによるマイクロガラスアレーの製作についてはウエハの一部に選択的に形成が行える方法と形状の均一性の向上について検討し,実用的なガラスマイクロアレーが形成可能となった。
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