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磁性微粒子を用いた小型分析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18310093
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

式田 光宏  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80273291)

研究分担者 本多 裕之  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70209328)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,840千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 2,040千円)
2007年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2006年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワードマイクロ・ナノデバイス / マイクロマシン / バイオテクノロジー
研究概要

小型生化学分析システムの実現を目指して以下に示す研究課題を検討した.以下にその詳細を示す.
(1)マイクロ磁性微粒子に作用する磁気力及び界面張力を考慮した力学的モデルを構築した。これにより磁性微粒子操作時における駆動力を明らかにした.また,磁気駆動力と界面張力とのスケール効果を検討した.
(2)薄膜作製技術を利用した分析デバイス作製手法を検討した.ガラス基板上にシリコーンゴム製(厚さ1.0mm)で分析デバイスを作製した.また,デバイス表面全体をパリレン蒸着膜(厚さ2.0ミクロン)にて撥水処理するという手法を確立した.
(3)磁気力による磁性微粒子のハンドリングを実験的に検討し,「反応」「抽出」「希釈」の各操作機能が可能であるということを確認した.また,マイクロコイルで形成する磁場分布に応じて,液滴内での磁性微粒子の位置を制御できることを確認した.
(4)磁性微粒子表面に酵素を修飾し,本生化学反応システムで一連の酵素反応が可能であることを確認した.具体的には,磁気力操作にて,生化学修飾(カルボキシル,アビジン,酵素)された微粒子の酵素反応を行い,酵素量と反応速度との関係が線形であるという結果を得た.また,回転型の駆動機構を導入することで生化学分析システムを手のひらサイズまで小型化した(大きさ:60mm X 45mm X 35mm).

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Palmtop-sized Rotary-drive-type Biochemical Analysis System by Magnetic Beads Handling2008

    • 著者名/発表者名
      M. Shikida, N. Nagao, R. Imai, H. Honda, M. Okochi, 他2名
    • 雑誌名

      Journal of Micromechnics and Microengineering 18

      ページ: 501-508

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Palmtop-sized Rotary-drive-type Biochemical Analysis System by Magnetic Beads Handling2008

    • 著者名/発表者名
      M, Shildda, N, Nagao, R, Imai, H, Honda, M, Okochi, H, Ito, K, Sato
    • 雑誌名

      J. Micromechnics and Microengineering 18

      ページ: 501-508

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Portable Rotary-drive-type Biochemical-Analysis System based on Magnetic bead-droplet Handling2007

    • 著者名/発表者名
      N.Nagao, M.Shikida, K.Takayanagi, H.Honda, M.Okochi, 他2名
    • 雑誌名

      Tech. Dig. of IEEE Micro Electro Mechanical Systems Conference

      ページ: 457-459

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of enzymatic reaction device by using magnetic beads-cluster handling2006

    • 著者名/発表者名
      M. Shikida, K. Takayanagi, H. Honda, H. Ito, K. Sato
    • 雑誌名

      Journal of Micromechnics and Microengineering 16

      ページ: 1875-1883

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of enzymatic reaction device by using magnetic beads-cluster handling2006

    • 著者名/発表者名
      M, Shikida, K, Takayanagi, H, Honda, H, Ito, K, Sato
    • 雑誌名

      J. Micromechnics and Microengineering 16

      ページ: 1875-1883

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of enzymatic reaction device by using magnetic beads-cluster handling2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shikida, K.Takayanagi, H.Honda, H.Ito, K.Sato
    • 雑誌名

      Journal of Micromechnics and Microengineering 16・9

      ページ: 1875-1883

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic bead-droplet handling for biochemical reaction in Micro-TAS2006

    • 著者名/発表者名
      N.Nagao, M.Shikida, K.Takayanagi, H.Honda, M.Okochi, 他2名
    • 雑誌名

      Tech. Dig. the 23rd Sensor Symposium

      ページ: 104-107

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Magnetic Beads Agitation Performance Operated by Multi-layered Flat Coil2007

    • 著者名/発表者名
      M. Koyama, N. Nagao, R. Imai, M. Shikida, H. Honda, 他3名
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2007-06-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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