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システムバイオロジーのためのマイクロバイオデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 11J09906
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関名古屋大学

研究代表者

内藤 豊裕  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードマイクロ・ナノデバイス / マイクロ化学チップ / マイクロ流体 / システムバイオロジー / 細胞培養 / 温度応答性バルブ
研究概要

24年度は,23年度に引き続き反応時に必要な熱を利用した自動閉鎖型バルブの改良と,モジュール化可能な機構の開発の基盤技術として,新しく小型デバイスに開発に必要な小型の電力供給システムの開発を行った。
反応時に必要な熱を利用した自動閉鎖型バルブは,ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の熱サイクル中に溶液が揮発するのを防ぐための機構であり,反応時の熱を駆動現としたバルブである。23年度までに光硬化性樹脂を使ったデバイス作製法とマイクロ流路内における薄膜変形の解析手段を確立しており,24年度は実際の反応系でマイクロ流路内に作製した反応場を自動的に閉鎖できるようなバルブの開発をするための解析をした。また,NOA81を用いた作製法を応用した3次元的に入り組んだ構造や流路の作製も行っており,商品化されている3Dプリンターと同等の分解能を達成している。
デバイス作製の試作段階では非常に重要な技術である。
小型デバイス開発に必要な小型の電力供給システムの開発に関しては,原理確認とLEDや小型ポンプの駆動を行った。マイクロチップの微小化に対して,周辺機器が小型化していないことが問題視されており,近年はポンプやバルブ,検出器に関しての小型化開発も進んでいる。その場で分析を行うオンサイト分析のためには装置全体の小型化は非常に重要ではあるが,そうした小型デバイスへの電力供給システムの小型化研究がされていなかったため,本研究では,イヤフォンジャックとイヤフォンケーブルを用いて,スマートフォンや携帯音楽プレーヤーから出力される音声データを電気信号として扱い,小型デバイスへの電力供給源として用いた。このシステムを使用することで,LEDの点灯,点滅,小型の電気浸透流ポンプの駆動に成功した。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature-driven Se1f-actuated Microchamber Sealing System for Highly Integrated Microfluidic Devices2013

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito, Rerngchai Arayanarakool, Noritada Kaji, Severine Le Gac, Takao Yasui, Manabu Tokeshi, Albert van den Berg, Yoshinobu Haba
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 13 ページ: 452-458

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel Real-time PCR on a Chip for Genetic Tug-of-war (gTOW) Method2013

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito, Ai Yatsuhashi, Noritada Kaji, Taeko Ando, Kazuo Sato, Hisao Moriya, Hiroaki Kitano, Takao Yasui, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 29 ページ: 367-371

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inkjet Injection of DNA Droplets for Microchannel Array Electrophoresis2012

    • 著者名/発表者名
      Takao Yasui, Yosuke Inoue, Toyohiro Naito, Yukihiro Okamoto, Noritada Kaji, Manabu Tokeshi, Yoshinobu Baba
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 84 号: 21 ページ: 9282-9286

    • DOI

      10.1021/ac3020565

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Highly Efficient 3D Micromixer Fabricated by Standard Soft-Lithography2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito, Rerngchai Arayanarakool, Noritada Kaji, Severine Le Gac, Manabu Tokeshi, Albert van den Berg, Yoshinobu Baba
    • 雑誌名

      Micro Total Analysis Systems

      ページ: 662-664

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-chip Electric Power Generation System from Sound of Portable Music Players and Smartphones Toward Portable microTAS2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito, Noritada Kaji, Severine Le Gac, Manabu Tokeshi, Albert van den Berg, Yoshinobu Baba
    • 雑誌名

      Micro Total Analysis Systems

      ページ: 1852-1854

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Confocal Microscopic Evaluation of Mixing Performance for Three-Dimensional Microfluidic Mixer2012

    • 著者名/発表者名
      Takao Yasui
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 28 ページ: 57-59

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TEMPERATURE-DRIVEN SELF-ACTUATED MICROVALVE FOR PCR2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 雑誌名

      Micro Total Analysis Systems 2011

      巻: Vol.1 ページ: 248-250

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LONG-TERM STRESSLESS CELL CULTURE CHIPS FOR NON-ADHESIVE CELLS2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 雑誌名

      Micro Total Analysis Systems 2011

      巻: Vol.1 ページ: 1909-1911

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluidic baker's transformation device for three-dimensional rapid mixing2011

    • 著者名/発表者名
      Takao Yasui
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 11 ページ: 3356-3360

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] On-chip Electric Power Generation System from Sound of Portable Music Players and Smartphones Toward Portable microTAS2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      16th International Conference on Miniturized Systems for Chemistry and life Science (μTAS 2013)
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2012-10-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A Highly Efficient 3D Micromixer Fabricated by Standard Soft-Lithography2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      16th International Conference on Miniturized Systems for Chemistry and Life Science (μTAS 2013)
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Temperature-driven Microvalve for Integrated Microdevices2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      The International Symposium on Microchemistry and MicroSystems
    • 発表場所
      Taiwan, China
    • 年月日
      2012-06-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高集積マイクロ化学チップのための自律駆動型マイクロバルブの開発2012

    • 著者名/発表者名
      内藤豊裕
    • 学会等名
      日本化学会第92春季年会
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of microfluidic components for highly integrated nanobiodevices2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      nternational Symposium on "Nanobiotechnology meets Holonic Communication"
    • 発表場所
      Nagoya University (Japan)
    • 年月日
      2012-03-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Cell culture chips for non-adhesive cells based on hydrodynamic force2012

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Nanobiodevices (ISIN2012)
    • 発表場所
      Nagoya University (Japan)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 浮遊細胞のための環流培養チップの開発2011

    • 著者名/発表者名
      内藤豊裕
    • 学会等名
      第24会化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-11-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of temperature-actuated microvalve2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      JAIMA Discussion on Analytical Science and Technology
    • 発表場所
      Makuhari Messe (Japan)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] LONG-TERM STRESSLESS CELL CULTURE CHIPS FOR NON-ADHESIVE CELLS2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2011)
    • 発表場所
      Washington State Convention Center (USA)
    • 年月日
      2011-08-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] TEMPERATURE-DRIVEN SELF-ACTUATED MICROVALVE FOR PCR2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2011)
    • 発表場所
      Washington State Convention Center (USA)
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ化学チップの高集積化に向けた熱応答性バルブの開発2011

    • 著者名/発表者名
      内藤豊裕
    • 学会等名
      第23会化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2011-06-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of thermally-actuated valve for la on a chip systems2011

    • 著者名/発表者名
      Toyohiro Naito
    • 学会等名
      IUPAC International Congress on Analytical Sciences 2011 (ICAS 2011)
    • 発表場所
      ICC Kyoto (Japan)
    • 年月日
      2011-05-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.apchem.nagoya-u.ac.jp/III-2/baba-ken/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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