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微量液滴形成技術を用いた多色蛍光ビーズ調製技術の開発とゲノム解析への応用

利用微滴形成技术开发多色荧光珠制备技术及其在基因组分析中的应用

基本信息

批准号：
15656097
负责人：
水野彰
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Toyohashi University of Technology (2004)Okazaki National Research Institutes (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

多種類の蛍光ナノパーティクルを正確な混合比で抱埋した多色蛍光ビーズの作製を目指し、混合液滴形成技術の研究を進めている。基板表面上の液滴位置精度を高めることは、混合プロセスの安定性につながると考えられる。そこで、平成16年度は、外部電極付キャピラリーを利用し、液滴位置精度を向上させるための研究を重点的に実施した。本研究で用いられた外部電極付キャピラリーは、ガラスキャピラリーの外表面へのアルミニウム蒸着により作製されている。静電式の液滴形成法では、キャピラリー内の溶液と基板の間にパルス電圧(V_1:ノズル側が正極)を印加される。その結果、キャピラリー先端の溶液界面が円錐状に変形してTaylor Coneを形成し、その先端から射出されたジェット流が基板上に蓄積して液滴となる。外部電極付キャピラリーの場合、V_1に加え、+V_2が外部電極に印加される。バイアス電圧V_1(=V_2-V_1)が正の場合、キャピラリー先端の溶液界面の表面電荷が中心に集中し、界面中心が更に強く引き出される。このような作用が、Taylor Coneの形状を更に急峻にし、その先端から射出されるジェット流を安定化させると同時に、ジェット流を細くする。こうして、極微量の液滴が、所望の位置に高精度に形成されるようになる。実験の結果、液滴形成位置の精度は、液滴位置座標の標準偏差を指標とすると、外部電極無しの場合0.28μmであったものが、0.22μmに改善された。基板移動と連続的なジェット形成を組み合わせて描画した線の太さを計測することにより、ジェット流を細くする効果を評価した。その結果、外部電極無しの場合、太さは5.5μmであったが、外部電極付では3.5μmに減少した。以上の知見は、広く捉えれば、基板表面上での高精細なパターニングを改善するものであり、例えば高密度のマイクロアレイ作製、電子デバイスの配線パターニング、あるいは偽造防止用の印刷技術といった方向への展開も期待される。

The research on the technology of forming multi-color liquid droplets and the preparation method of multi-color liquid droplets High accuracy of droplet position on the substrate surface, stability of mixed droplet position In 2016, the focus of research was on the use of external electrodes and the improvement of droplet position accuracy. In this study, the external electrode was used to control the external surface of the electrode. Electrostatic droplet formation method is used to measure the voltage between the solution and the substrate. As a result, the solution interface at the tip of the solution is conical in shape, Taylor Cone is formed, and the tip of the solution is ejected and accumulated on the substrate. The external electrode is added to the voltage V_1,+ V_2 and the voltage V_1 is added to the voltage V_2. When the voltage V_1 (= V_2-V_1) is positive, the surface charge of the solution interface at the tip is concentrated in the center, and the interface center is more intense. The shape of the Taylor Cone becomes sharper, and the tip of the cone becomes more stable. The amount of fine particles and droplets are formed with high precision at the desired position. The accuracy of droplet formation position and standard deviation of droplet position coordinates were improved when the external electrode was 0.28 μ m or 0.22 μ m. The results of the measurement of the movement of the substrate and the formation of the connecting lines are evaluated. As a result, when the external electrode is not present, the external electrode is reduced to 5.5 μ m and the external electrode is reduced to 3.5 μ m. For example, the printing technology for high density printing, electronic printing, etc.