ヘルスケアデバイス用集積化バイオケミカル分析システムの構築と要素技術

医疗器械综合生化分析系统构建及关键技术

基本信息

批准号：
12750050
负责人：
高村禅
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750050/
关键词：
ヘルスケアデバイスバイオチップ Lab on a chip μーTAS 電気浸透流ポンプ DNA分離集積化化学デバイス光硬化ゲル μ-TAS マイクロマシンセンサー ISFET イオン感応膜

项目摘要

高度に発達した半導体製造技術を応用して、人血液の必要な分析を1チップ上で完遂できる医療用チップ(「ヘルスケアデバイス」)の開発に必要な要素技術の研究を行った。本年度に得られた結果を列挙する。1 低電圧電気浸透流ポンプの開発ヘルスケアチップにおいて、血液を採取し、またチップ内で移動させるのに使われる電気浸透流ポンプは、従来数百Vを要し、安全性を損なっていた。微細加工技術を駆使し、ギャップサイズを1μm以下にし、更に流量を稼ぐために並列化し、狭い面積に折りたたんで収納することで、低電圧化と高流量化を図った。長さ100μm、ギャップ400nm、幅40mmのポンプ部を折りたたんでlmmx5mmに組み込んだポンプでは、15Vで240nL/minと従来の80倍の流量を実現した。また、このポンプをプロタイプのヘルスケアチップに組み込み、血液の輸送を確認した。2 カスケード型低電圧電気浸透流ポンプの開発HPLC用のポンプ等高圧力用途には、ギャップを減少させる高圧化アプローチでは限界がある。電圧を積算せず圧力を積算できるカスケード構造を発案し、10VI0段で、25000Paの圧力を得た。これは従来のものより10^3-10^4倍高性能である。3 DNA分離ナノチャンネルの開発人工的に設計された形状をもつ微細流路内にDNAを流すことで、サイズによるDNAの分離等を行うことを目的に、曲線パターン、テーパーパターン等を作成し、実験を行った。

使用高度发达的半导体制造技术，我们研究了可以开发医疗芯片（医疗保健设备）所必需的基本技术，这些技术可以对一个芯片上的人类血液进行必要的分析。列出了今年获得的结果。 1在医疗保健芯片，用于收集血液和将其移入芯片中的电流流动泵中，低压电流流动泵的开发以前已经花费了几百伏，从而损害了安全性。通过充分利用良好的处理技术，差距大小减小到1μm或更少，并且间隙并行化以获得流速，折叠并存储在狭窄区域，从而导致较低的电压和较高的流速。该泵的长度为100μm，间隙为400 nm，宽度为40 mm，折叠为LMMX5mm，在15V时达到240 nl/min的流速为240 nl/min，是常规流速的80倍。该泵还将其纳入专业的医疗保健芯片中，以确认血液运输。 2在高压应用（例如HPLC泵）中，级联的低压电流流动泵的开发存在限制降低间隙的高压方法。我们提出了一个级联结构，该结构允许在不集成电压的情况下集成压力，并在10VI0阶段获得了25,000 PA的压力。这是比传统表现的10^3-10^4倍。 3 DNA分离纳米通道的发展我们创建了弯曲的模式，锥形图案等，并进行了实验，目的是通过将DNA流入具有人工设计的形状的微通道来按大小分离DNA。