Making and characterization of one-dimensional nanochannel assemly for 3D-printed POCT chips

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今年度はポリプロピレン（PP）製の流路チップ作製を試みた。PPは、様々な溶媒に対して安定という特長を有する。しかし、安価な熱溶解積層(FDM)3Dプリンタでの造形は一般的に難しく、この方法での流路チップの作成例も少ない。PP製の流路チップ作製は、様々な溶媒を利用した液体流れ分析法への応用にも繋がるため重要であると思われる。本研究では、FDM3DプリンタとPPフィラメントで流路チップを３Dプリントした。その結果、（1）出力物のステージ上への固定化および反りの抑制、（2）出力物に隙間を生じないプリント条件設定、（3）流路を閉じないようにするための3Ｄモデル作成とプリントノズル動作設定など3点の工夫が有用であることを見出した。以下にそれぞれについて説明する。（1）一般的に3Ｄプリントではステージ上の糊またはテープ上にプリントして出力物を固定するが、PPの場合、この方法での固定は困難である。本研究ではステージ上に両面テープでPP板を接着、その上に出力物をプリントして固定化した。また、PPは冷却時の反りが強く、プリント中に出力物の反りが生じる。この反りは正確な出力の妨げとなる。本研究では,厚いPP板を用いれば反りを抑えられることを見出した。（2）FDM3Dプリンタではノズル先から出る糸状の樹脂で出力物を形成する。しかし、通常の条件では樹脂と樹脂の間にわずかに隙間が生じるため、流路に液体を流す用途に用いるには難点がある。そこで、本研究ではノズル先から出てくる樹脂量を増やすことで隙間を生じないようにした。（3）ノズル移動時に流路となる箇所の上を通ると、ノズル先からPPが垂れて流路の部分に入り、流路が閉じてしまうことがある。それを防ぐために、流路層のプリント時にノズルが流路を横切らないような３Ｄモデル作成とプリント設定をした。この成果については、日本分析化学会第71年会で発表した。