2016 Fiscal Year Annual Research Report
人工細胞膜を介した三次元液滴ネットワークの組み立て
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16J06211
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
矢菅 浩規 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 微細加工 / マイクロ流体デバイス / 毛管現象 / 液滴 / 液滴アレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、円形溝アレイを用いた液滴生成・アレイ化方法の開発を行った。初めに、アクリル微細加工で鋳型を製作し、光硬化性樹脂のモールディングを行い、流路で互いに接続された円形溝アレイを製作した。アレイを水溶液で満たし有機溶媒を導入すると、より表面への濡れ性が高い有機溶媒がアレイの表面を伝播し、円形溝部分に液滴を生成することが可能であることが確認された。従来のピペッティングロボットやマイクロ流路による液滴アレイ生成方法では、精確な個別操作や流体制御が必要であった。これに対し、本手法は溶液や溶媒を滴下するだけで液滴生成可能なため、従来方法に比べて非常に簡単にアレイを生成することが可能である。本手法は、国内特許に出願済みである。
この手法は、人工細胞膜を介した液滴ネットワークの形成に関する研究に加え、液滴アレイを利用した生化学アッセイや医療診断分野でも利用され得る技術である。特に、本手法が有する、溶液が二次元に接続した状態から液滴に分割されるという特徴は、拡散を利用した二次元に異なるサンプルの濃度勾配を内包する液滴アレイの生成に利用できる。この点に関しては査読ありの国際学会MicroTAS2016で口頭発表された。
また、円形溝アレイの最適な表面状態の検討を行った。グラフティング反応により表面エネルギーが制御可能なポリマー材料Off-Stoichiometric Thiol-Eneを用い、異なる表面状態での液滴の収率を調べた。この結果は、査読ありの国際学会Transducers2017で発表予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
円形溝のアレイを用いることで、本年度の研究課題であった液滴生成方法の確立を予定通り行うことができた。また、当該手法が二種のサンプルの濃度勾配を有する液滴アレイ生成へ利用可能であることを見出し、計画を一部修正しその実証を行った。この成果についてきわめて競争率の高いMicroTAS2016学会の口頭発表に受理された。また、現在論文を執筆中であり、近日中に投稿予定である。人工細胞膜を介した液滴ネットワークの形成に向けた脂質二分子膜に関しても、現在行っている実験において揮発性の有機溶媒を用いることで形成可能であることが示唆されており、進捗としては順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度に確立した２次元での方法をもとに、３次元での液滴アレイ生成に拡張する。29年度は、液滴生成の骨格として使用する３次元格子構造の製作方法を確立する。この構造の製作に関して、スウェーデン王立工科大学のMicro and Nanosystemsグループと共同研究を開始する。
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