マイクロチップ化学システムによる高速化学合成の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13124203
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 北森 武彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60214821)
• 研究分担者: 上野 雅晴 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80361509) ; 久本 秀明 姫路工業大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00286642) ; 金 幸夫 東京大学, 工学部・附属総合試験所, 助教授 (40186367)
• キーワード: マイクロチャネル / ミクロ空間 / マイクロ化学システム / 熱レンズ顕微鏡 / マイクロ単位操作 / ナンバリングアップ / コンビナトリアルケミストリー

研究概要

本研究は、マイクロチャネルの特徴を活かした高効率マイクロ合成システムの構築を目指して、ミクロ空間の特徴、および液液界面・固液界面を活用した種々の反応を取り上げ、それらの反応効率を評価し、マイクロ合成システムの設計指針を得ることを目的とする。そのために、(1)マイクロチップを用いた化学プロセス設計の方法論の確立、(2)パイルアップによる大量合成の実証、および(3)マイクロ化学チップのコンビケムへの展開を図った。これまでに、高効率マイクロ合成システムの構築のために基本となるマイクロ化学チップ内での化学反応の特徴を抽出するとともに、マイクロチップ化学合成に向けて、マイクロ単位操作と、それらを組み合わせた連続流化学プロセスによるマイクロ化学システム構築の方法論を確立するとともに、それによる様々なマイクロ化学合成システム、ならびにパイルアップシステム、コンビケムシステムを実証した。本年度は、これらの成果をさらに展開するべく、マイクロ単位操作の拡充を進めた。具体的には、バルクシステムでは不可能な二層流の向流の実現とそれを利用した高効率溶媒抽出、安定化気液二層流の実現ならびに相分離により気液反応系・ガス分離プロセスの実現、細胞をその機能を維持しながらの長期培養実現、および細胞の物質生産能を利用するマイクロバイオリアクターの基礎技術を確立した。さらに、微小空間効果をより期待できるナノリアクターへの展開を進め、その作製ならびにマイクロ空間とのインターフェースを確立した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kitamori: "Thermal Lens Microscopy and Microchip Chemistry"Anal.Chem.. 76・3. 52A-60A (2004)
• [文献書誌] Y.Tanaka, K.Sato, M.Yamato, T.Okano, T.Kitamori: "Drug Response Assay System in a Microchip Using Human Hepatoma Cells"Anal.Sci.. 20・3. 411-413 (2004)
• [文献書誌] Y.Tanaka, K.Sato, M.Yamato, T.Okano, T.Kitamori: "Cell Culture and Life Support System for Microbio Reactor and Bioassay"Electrophoresis. (In press). (2004)
• [文献書誌] 久本秀明: "ミクロ空間における分子輸送と溶媒抽出-マイクロ化学システムの鍵-"イオン交換学会誌. 14・1. 38-43 (2003)
• [文献書誌] 久本秀明: "マイクロチップを用いる有機合成"触媒. 45・3. 252-256 (2003)
• [文献書誌] S.Hiki, M.Tokeshi, A.Hibara, T.Kitamori: "Development of a desktop-sized thermal lens microscope"Bunseki Kagaku. 52・8. 569-574 (2003)