微細な針・球・溝を用いた積層形マイクロ診断チップの設計指針の確立

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360079
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中尾 政之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90242007)
• 研究分担者: 濱口 哲也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90345083) ; 土屋 健介 東京大学, 工学部附属総合試験所, 助手 (80345173) ; 大井 健 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00345084) ; 鷲津 正夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10201162) ; 福井 希一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00311770)
• キーワード: 微細加工 / 診断チップ / 電子線堆積法 / ゲルビーズ

研究概要

本研究は、生化学や分析化学、医学を用いたマイクロ診断チップを作るために、まず(1)微細な針・球・溝を用いた積層構造を基準にして、マイクロ診断チップのプロトタイプ群を設計して試作し、さらに(2)それらのプロトタイピングから得た知識を一般化して、上位概念としてマイクロ診断チップの設計指針を広く提示することを目指している。
平成15年度では、マイクロ診断チップ・システムのプロトタイプの試作と基本的な加工技術の開発を行った。診断チップとして、流路のパターンに切り抜いたステンレス箔をプラスチックフィルムでサンドイッチして接合させたものを試作した。これは流路中の検体試薬に溝の左右からステンレス箔製の壁を電極として利用して電場を与え、検体と、直径2μmのラテックス球に塗布した免疫反応物とを反応させるものである。ラテックス球同士が何個結合したかで免疫反応の強さがわかるが、この結合数を測定するために、やはりステンレス箔製の壁を電極として用いて、試薬の電気抵抗を測る構造を同一のチップ上に作製した。
また基本的な加工技術として、上記ステンレス箔で採血用の針を形成する技術の開発、電子ビームを用いて直径10nm程度の炭素の針を任意の位置に生成する技術の開発(針)、微小な生体物質を内包するための直径1μm以下のゲルの球の生成技術の開発(球)、レーザ溶接を用いてステンレスチップを積層する技術の開発、石英ガラス基板に原子ビームを照射・表面を活性化してガラス同士を直接接合する技術の開発(積層)、をそれぞれ行っている。次年度ではこれらの技術を診断チップに適用し、マイクロ診断チップの設計指針を分析する。

研究成果

• [文献書誌] Takeshi Ooi, et al.: "Metal Microreactors for Chemical Synthesis Multilayered by Laser Welding"Proceedings of the International Symposium on Microchemistry and Microsystem 2003. 33-34 (2003)
• [文献書誌] T.Ooi, K.Kasuya, K.Tsuchiya, T.Hamaguchi, M.Nakano: "Pinpoint chemical vapor deposition of carbon nanowire for Nanometer-scale electronic devices"Proc.ASPE Annual meeting 2003. (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] K.Tsuchiya, et al.: "Precise gastight sealing for bio/chemical microchip"Proc.ASPE Annual meeting 2003. (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] K.Tsuchiya, A.Yamaji, T.Ooi, T.Hamaguchi, M.Nakao: "A Laser Welded Multilayered Metal Micro-Reactor for chemical Synthesis"MICRO SYSTEM Technologies 2003. 320-327 (2003)
• [文献書誌] 中尾政之, 畑村洋太郎: "ナノ・マイクロマシンを設計する"マイクロマシン技術総覧. 397-405 (2003)
• [文献書誌] 中尾政之: "マイクロ・ナノプリンティング・モールディング"ナノテクノロジー大事典. 5.5章. 549-556 (2003)