機能性細胞包埋ゲル粒子の精密調製に向けたオンチップ反応・処理プロセス

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2022年度は以下を実施した．（1）マイクロ流路デバイスの設計・作製：十字流路を用いた液滴生成部とその下流に直列に接続したマイクロピラーアレイを用いた液滴分離・処理部から構成される，マイクロ流路デバイスを設計した．フォトリソグラフィにより，シリコン基板上にネガ型フォトレジスト（SU-8）にて微小凸型を作製した後，シリコーン樹脂（PDMS）に転写し，スライドガラスと酸素プラズマ処理により貼り合せることでマイクロ流路デバイスを作製した．（2）細胞内包液滴の生成と分離：上記の十字流路とその下流に直列に接続したマイクロピラーアレイを用いて，細胞内包液滴の生成および分離試験を実施した．まず，分散相（例：細胞を懸濁したアルギン酸ナトリウム水溶液）と連続相（油）の流量などの条件を変化させ，細胞内包液滴の生成状態を評価した．次に，生成液滴をマイクロピラーアレイへと導入し，細胞内包数の違いに基づいて液滴が分離される様子を確認した．（3）ゲル粒子の生成：マイクロピラーアレイにカルシウムイオンを含む反応液，および置換溶液を導入し，多相並行流を形成した後，細胞内包液滴に当該流域内を斜行・横断させ，連続的に液滴のゲル化，および溶液置換を行った． 生成液滴のうち，細胞内包液滴は，ピラー配列の傾き方向に斜行することで，反応液および置換溶液流内を横断した後，回収される様子が確認され，一方，未内包液滴は，マイクロピラーアレイの隙間を縫って流れ方向に直進することで，細胞内包液滴から分離される様子が確認された．