3次元マイクロマシニングによる微小細管の作製と血球細胞の解析

通过 3D 微加工制造微管并分析血细胞

• 批准号: 15651071
• 负责人: 南谷 晴之
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Keio University
• 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15651071/
• 关键词: マイクロマシン; 微小細管; 3次元微細加工; グレイスケールリソグラフィ; SU-8; PDMS; 血球細胞; 血小板; マイクロマシニング; マイクロチャネル; 赤血球; 白血球; ポリジメチルシロキサン; 感光性ガラス; 水ガラス接合; フォトレジスト

PDMSの型となるネガ型フォトレジスト(SU-8)に対するグレイスケールリソグラフィを行い、形成したレジストの3次元構造体をPDMSに転写して、感光性ガラスより透明なPDMSの3次元流路構造体、すなわちPDMSを基板とするμ-Fluidic Deviceの作製を行った。これにチャネル構造の覆いとなるPDMS対向基板にサンプル流出入孔を設け、両者を圧着して3次元微小細管を作製、またマイクロポンプを装着し、流量可変のサンプル液量制御を行った。別途Au・Kr電極を真空蒸着した薄板状ガラス基板をサンドイッチ構造に圧着して電界効果を利用したサンプル制御を行った。これは複素誘電率ε_p^*の微小サンプルが複素誘電率ε_m^*の媒質内に浮遊しているとき、この媒質の両側に不平等電界E_<rms>を印加すると、誘電泳動力F_dが電界の二乗の勾配に比例する力としてサンプルに作用するという誘電泳動現象を利用したものである。この誘電泳動力によりデバイス内のサンプルを旋回・攪拌することが可能となる。サンプルの検出系には高速ビデオ画像処理方式を使用し、血球細胞とくに血小板の凝集状態を蛍光可視化解析することに成功した。本研究では、数値シミュレーションにより誘電泳動力に対する電界強度、印加周波数、電極配置、サンプル誘電率、サンプル粒子径などの諸パラメータの依存性を検討した。上記で得たμ-Fluidic Deviceに対して、以下の検討を行った。(1)流路の流体力学的特性評価、(2)サンプルの旋回流れの観測、(3)機械的手段を用いないサンプルの攪拌・混合・沈殿防止・壁面付着防止の実現、(4)血球細胞とくに血小板の流動・粘着能の評価、などであるが、実測結果は数値シミュレーションともよく一致し、赤血球の変形流動能の観測や血小板凝集能亢進過程の観測に有効であることが示された。

PDMS is a transparent PDMS 3-D fluid channel structure, and PDMS substrate is a photosensitive PDMS substrate. The PDMS substrate is equipped with a three-dimensional fine tube, and a three-dimensional fine tube. In addition, Au·Kr electrode vacuum evaporation, thin plate structure, high voltage and high voltage application. In this paper, we discuss the effect of the micro-electromagnetism ε_p^* on the fluctuation of the electromagnetism ε_m^* in the medium, and the effect of <rms>the electromagnetism F_d on the interaction ratio of the two electromagnetism. This is the first time that a person has been arrested. The analysis of platelet aggregation was successfully carried out by using the high-speed image processing method. In this study, we investigated the dependence of the induced electrophoretic power on the electrical field strength, the number of cycles, the electrode configuration, the dielectric constant, the particle size, and the parameters. Note that the μ-Fluidal Device is related to the following. (1)Evaluation of hydrodynamic characteristics of flow paths;(2) Measurement of rotational flow of particles;(3) Application of mechanical means to agitation, mixing, precipitation prevention, and wall adhesion prevention;(4) Evaluation of platelet flow and adhesion energy in blood cell;(5) Measurement results;(6) Measurement results;(7) Measurement results; and (8) Measurement results. The measurement of erythrocyte mobility and platelet aggregation hyperactivity has been demonstrated.

项目成果

光の移動干渉縞を用いた分離方法および分析装置

利用光学移动干涉条纹的分离方法及分析装置

• 发表时间: 2005

R.Mori, Y.Matsumoto: "UV Light Transparency of Emulsion Gray-scale Mask and Three-dimensional Micromachining of Photosensitive Glass"Proceedings of the 20th Sensor Symposium. 215-218 (2003)

R.Mori、Y.Matsumoto：“乳液灰度掩模的紫外光透明度和感光玻璃的三维微加工”第20届传感器研讨会论文集。

森 涼太郎, 松本佳宣: "エマルジョングレイスケールマスクの紫外線透過量と感光性ガラスの3次元微細加工"電気学会論文誌Eセンサ・マイクロマシン準部門誌. Vol.123No.11. 499-503 (2003)

Ryotaro Mori、Yoshinobu Matsumoto：“乳剂灰度掩模的紫外线透射和感光玻璃的三维微加工”，日本电气工程师学会会刊，电子传感器和微型机械杂志，第 123 卷第 11 期。499- 503（2003）

Organ Microcirculation -A Gateway to Diagnostic and Therapeutic Interventions-, Role of Oxidative Stress in Interaction between Endothelial Cells and Platelets in Diabetes

器官微循环 - 诊断和治疗干预的门户 - 氧化应激在糖尿病内皮细胞和血小板相互作用中的作用

• 发表时间: 2005
• 作者: Y.Hirose;E.Sekizuka;H.Minamitani
• 通讯作者: H.Minamitani

Simultaneous Analysis of Leukocyte-Platelet dynamics in Cerebral Ischemia and Reperfusion by Use of the Multicolor Imaging

利用多色成像同时分析脑缺血和再灌注中的白细胞-血小板动力学

• 发表时间: 2005
• 期刊: Microcirculation Annual 21
• 作者: N.Suzuki;E.Sekizuka;H.Minamitani
• 通讯作者: H.Minamitani