2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of aL-fL/sec Flow Monitor in Nanospace
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19K15417
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森川 響二朗 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (20796437)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノ流体工学 / 流動電流 / 流動電位 / ナノ電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、マイクロ流体工学がさらなる微小化を遂げ、ナノ流体工学へと研究が進展しつつある。研究代表者のグループでは10-100 nm空間での研究ツールを開発し、様々な革新的性能を実現してきた。しかしながら、ナノ空間では流体デバイス工学において最も重要な流量（aL-fL/sec）を計測する方法がないため、革新的ナノ流体デバイスの創成に至っていない。そこで、本研究では、溶液の圧力駆動による流れを電流／電位として検出する流動電流／流動電位法という研究代表者独自の方法でナノ空間のaL-fL/sec流量を計測することを目的とする。具体的には、流動電流／流動電位を計測するためのデバイス作製、ナノ空間の物性計測による流量値と流動電流／流動電位値の関係の解明、ナノ流体デバイスへの適用とする。
2020年度は流動電流／電位による新しい流量計測法を考案し、デバイスの作製を行った。流動電流／電位は原理上、流路壁面に電荷がある場合のみに発生する電流／電位であるため、表面電荷のないデバイスではこの原理による流量計測は困難であった。具体的には、クロマトグラフィーデバイスにおける流量計測のためのシステムを考案した。クロマトグラフィーでは流量が分離性能評価の上で必須であるにも関わらず、一般的にタンパク分離で用いられるのは表面電荷のないC18カラム（逆相クロマトグラフィー）である。よって本研究ではこの表面電荷のないC18修飾流路を分離カラムとしたクロマトグラフィーデバイスに対し、C18流路を取り囲む形で複数の流路を配置したホイートストンブリッジ回路をデバイス内に構築した。これによって目的であるC18修飾流路の流量とつり合う流量が達成された際に流動電流が検出され、これによってC18修飾流路の流量を測定可能なシステムを考案し、デバイスを作製した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度の当初の目標では、ナノ空間のユニークな溶液物性を明らかにすることによって流動電流と流量の関係を明らかにすることを目標としていた。しかしながら、研究実績の概要欄で述べたような新しい流量計測システムではナノ空間の溶液物性が未知の状態でも目的流路以外の流路の流量との対応関係を流動電流で検知することが可能であり、研究全体の目標であるナノ空間の流量計測に大きく前進した。よっておおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に考案、構築した流量計測システムを使ってナノ空間の流量計測に取り組んでいく。
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Research Products
(8 results)
