超ハイスループット一分子計測にむけたデジタルナノ流体及び高速計測技術開発

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05971
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 太田 禎生 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (70731214)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: マイクロ流体技術 / 分子・細胞解析技術 / マイクロ・ナノ加工技術

Outline of Annual Research Achievements

未来の高感度な１分子・細胞の検出解析には、高感度な検出と同時に、大量で高速なスクリーニングの両立が求められています。本研究の目的は、並列流路内を電気的に輸送される多数の微小液滴アレイを用いて、高速・大量に１分子活性や１細胞動態を計測し、目標分子や目標細胞解析を達成する高速・高感度スクリーニングシステム実現を目指す事です。そのために、並列デジタルマイクロ流体技術開発を目指してきました。
当該年度においては、ラチェット構造を用いた液滴輸送の整流システムを改善し、従来マイクロ流体技術においては困難であった同時並列混合アッセー系の自動化を実現するデバイスの設計・作製・検証を進めました。開発に伴い、本デバイスを、外からの溶液の導入、導入溶液から微小液滴の生成、輸送・アレイ化、そしてアッセーまで、一気通貫に繋がるシステムとして整えました。まず整流システムの改善として、従来SU-8流路壁の形状により液滴の形をコントロールしてラチェット機構を実現してきたのですが、流路壁はなくともエレクトロウェッティングのための電極の形状を工夫する事により、液滴の方向性にバイアスを与えてラチェット機構を実現しました。これにより、流路壁加工上のバラツキによる悪影響を無くして安定的な輸送を実現し、また、流路壁の存在に規定されない柔軟なバイオアッセーの設計が可能となりました。この改善により、従来マイクロ流体技術で出来ることのみならず、従来マイクロ流体技術で出来ないアッセーを設計しています。具体的には、同一デバイスの同一視野内に、異なる種類の液滴群を隣り合わせ（液滴A群と液滴B群を交互に配置）、同一タイミングで混合させることを目指してきました。液滴A群と液滴B群が対向して輸送されて、結果的に隣り合わせに配置され、これを同時に並列に混合できるデバイスを設計・作製し、検証を行いました。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。