Development of an Autonomously Controlled Device for Generating Droplets Containing Microparticles and Elucidation of the Mechanism of Microdroplet Formation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K14159
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: Okamo Shunya 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00909294)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マイクロ流体チップ / 遠心マイクロ流体デバイス / デジタルELISA / デジタルLAMP / 自律制御

Outline of Final Research Achievements

This study aims to achieve a highly sensitive blood analysis system using a compact and low-cost analytical device by developing new fluid control technique of centrifugal microfluidic devices. We developed a device that automatically generates microdroplets containing microparticles necessary for ultra-sensitive analysis, demonstrating that over 1000 microdroplets can be produced by simply rotating the device at a constant speed for a few minutes. Additionally, we investigated the integration, confirming that it is possible to generate more than 30 droplets per square millimeter.

Free Research Field

マイクロ流体工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

血液などの生体物質の高感度分析がより手軽にできるようになることによって、疾病の早期発見などにつながり、人々の健康維持や健康寿命の延伸、また、社会保障費の削減が見込めます。
超高感度分析を安価に実現するためには、新たな流体制御技術の研究が不可欠です。特に手軽さを実現するためには、低コストであることや低侵襲であることなどが求められます。そのため、本研究では、加工方法や制御方法などに制限を設けた上で、微量の液体を高精度に取り扱うための流体制御技術の開発を行っています。