マトリックス感応性高分子を用いるオンチップ試料前処理

自律的な分離・分析を可能にするマイクロ分析のための流路システムの構築をめざして、試料中に含まれる成分や外部からの簡単な刺激によって流れの駆動が誘引されたり、分離が制御される仕組みの可能性ついて検討した。簡便な流れ制御の方式として、温度感応性高分子であるポリ(パーイソプロピルアクリルアミド)薄膜をシランカップリング処理と水系高分子重合によってガラス上に被覆した流路の濡れを温度によって制御することによる溶液マニピュレーションを試みた。その結果、温度勾配に起因する濡れ性の勾配によって水溶液を移動させることができたのみならず、サンドブラスト加工によって作製された微細な凹凸を持つ流路においては温度による親永性⇔擾水性制御が可能となり、流路における溶液の分配が可能となった。従来、マイクロ分析システムにおいては、送液にはポンプや電気浸透流を、溶液分配には精密加工による弁や電気浸透流などによる送液をコンピューター制御によって複雑に制御しており、これによってマイクロ分析システムが膨大な支援システムを必要としていた。これに対して本方式では、流路の一部分にペルチェ素子やヒーター線を配置し、数ワットの直流電流の極性や強度を調節することによって高分子水溶液の相転移温度である32℃を境に加温・冷却するだけで溶液を流路の任意の場所に送ることが可能となった。次に、化学物質による制御方法として、温度感応性高分子合成時にカルボン酸やアミンを含むモノマーと共重合させることによって、塩及ぴ界面活性物質の添加によって親水⇔疎水性変化を起こすことができる物質感応性高分子を調製できた。これにより、マトリックス成分の有無により、微量成分の保持挙動を制御する可能性が開けたが、温度による親水・疎水変化に比べて物質濃度による応答性を大きくすることが難しく、実用化には更なる検討が必要である。

自律的な分離・分析を可能にするマイクロ分析のための流路システムの構築をめざして、試料中に含まれる成分や外部からの簡単な刺激によって流れの駆動が誘引されたり、分離が制御される仕組みの可能性ついて検討した。簡便な流れ制御の方式として、温度感応性高分子であるポリ(パーイソプロピルアクリルアミド)薄膜をシランカップリング処理と水系高分子重合によってガラス上に被覆した流路の濡れを温度によって制御することによる溶液マニピュレーションを試みた。その結果、温度勾配に起因する濡れ性の勾配によって水溶液を移動させることができたのみならず、サンドブラスト加工によって作製された微細な凹凸を持つ流路においては温度による親永性⇔擾水性制御が可能となり、流路における溶液の分配が可能となった。従来、マイクロ分析システムにおいては、送液にはポンプや電気浸透流を、溶液分配には精密加工による弁や電気浸透流などによる送液をコンピューター制御によって複雑に制御しており、これによってマイクロ分析システムが膨大な支援システムを必要としていた。これに対して本方式では、流路の一部分にペルチェ素子やヒーター線を配置し、数ワットの直流電流の極性や強度を調節することによって高分子水溶液の相転移温度である32℃を境に加温・冷却するだけで溶液を流路の任意の場所に送ることが可能となった。次に、化学物質による制御方法として、温度感応性高分子合成時にカルボン酸やアミンを含むモノマーと共重合させることによって、塩及ぴ界面活性物質の添加によって親水⇔疎水性変化を起こすことができる物質感応性高分子を調製できた。これにより、マトリックス成分の有無により、微量成分の保持挙動を制御する可能性が開けたが、温度による親水・疎水変化に比べて物質濃度による応答性を大きくすることが難しく、実用化には更なる検討が必要である。