| 研究概要 |
近年,複雑な生化学分析を微小なチップ上で行うμTAS(Micro-Total-Analysis-Systems)に関する研究が盛んに行われている.通常サイズの機械の場合に,好適原理・好適機構が存在するように,マイクロマシンの世界でも好適原理・好適機構があるはずであり,本研究では,μTASの共通要素である流体制御デバイスの好適原理・好適機構を求めるため,実験及び数値解析を利用して研究を進めている.
本年度では,マイクロチャネルにおける液体微粒化技術の開発およびその特性解析を行った.また,確立した微粒化技術を応用することで,生体細胞をハイドロゲルビーズに導入する技術の開発を行った.
まず,液塊の生成機構を明らかにするために,液塊の大きさおよび生成周波数といった基本的特性と液体流れの関係について実験的に明らかにした.そして,液塊の生成機構および加速運動に関する理論的モデルの構築を行い,実験値との比較を行った.その結果,理論解析結果は実験結果とよく一致していることが明らかとなり,液塊生成現象を構築した理論モデルにより考察できることを明示した.
さらに,確立した微粒化技術を応用することにより,生体細胞を数マイクロメートルのハイドロゲルビーズへ導入する技術の開発に成功した.しかし,生体細胞をハイドロゲルビーズへ導入する過程において,液体の流れが生体細胞に力を与え,それにより生体細胞が力学的損傷を受けることが明らかとなった.そこで,液体の流れによる生体細胞の力学的損量を定式化することで,定量的にデバイスの評価を行う方法の確立を行った.
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