マイクロ気液・プラズマ流体素子のグローバル集積化による高感度元素検出システム開発

通过微气液和等离子体流体装置的全球集成开发高灵敏度元素检测系统

• 批准号: 14040219
• 负责人: 一木 隆範
• 金额: $ 2.88万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14040219/
• 关键词: マイクロ流体デバイス; グローバル集積化; プラズマ発光分析; オンサイト分析; 微量元素検出; アフィニティアッセイデバイス; 微細加工技術; マイクロプラズマ; マイクロマシン; プラズマ加工

バイオ研究、創薬、医療、環境などの広い分野で必要な分析作業に要するコストや時間を数桁に及ぶ革新的レベルで短縮可能なμTAS(Micro Total Analysis System)呼ばれる技術が、欧米を中心に急速に発展している。マイクロ化学分析チップを汎用性の高い測定装置にするためにはICP発光分析装置や質量分析装置並みのppm〜ppbクラスの感度をもつ検出モジュールを集積化することが必要になる。本研究では申請者がこれまでに研究開発を進めてきたマイクロプラズマ源、マイクロキャピラリー電気泳動、マイクロネブライザーインターフェイスやプラズマ駆動電源整合回路をチップ化し、集積化することによりシステム全体を小型化し、携帯可能な高感度分析システムを実現して再現性や検出感度などの特性を評価し、血液化学検査の中でも緊急検査項目である血清成分の高精度測定やオンサイト環境分析への応用を目指している。最終年度にあたる本年度は高機能マイクロ分析システムの実現のため、マイクロプラズマ源とその周辺デバイスの開発を進め、大気圧マイクロプラズマ源の小型化を実現し、水溶液中のNaの検出限界として400ppbを達成するなど水溶液試料中の微量元素検出への応用の可能性を示すことができた。更に、マイクロ分析システムの作製に不可欠な微細加工技術についても従来の半導体加工技術にとらわれない新規なプロセスの開発を進め、マイクロプラズマジェットを用いたマスクレス加工システムの可能性を示した。また、新規なドライエッチングケミストリーによるパーマロイ薄膜の微細加工法を研究し、微細磁気デバイスをマイクロ流体デバイスに集積化したアフィニティアッセイ用磁気ビーズ操作デバイスを開発し、その動作を実証した。

The rapid development of Micro Total Analysis System (Micro Total Analysis System), a new technology for research, innovation, medical and environmental analysis, and the rapid development of technology and technology in Europe. Chemical analysis equipment for general use, ICP light analysis equipment, mass analysis equipment and ppm to ppb sensitivity, detection equipment and integration equipment This study aims to further develop the application of the applicant's research on the source, source, and characteristics of electro-migration, electro-migration, and power supply integration circuit, to optimize, integrate, and miniaturize the entire circuit, to carry out high-sensitivity analysis, and to evaluate the reproducibility and sensitivity of the circuit. Blood chemistry tests, emergency tests, high-precision determination of serum components, environmental analysis, and application guidelines In the final year, this year, the development of high-performance analysis systems, the development of peripheral systems, the realization of miniaturization of high-pressure systems, the achievement of a limit of 400ppb for the detection of Na in aqueous solutions, and the possibility of the detection of trace elements in aqueous samples were demonstrated. In addition, the development of new semiconductor processing technology is also discussed. Study on microfabrication of thin films, microfabrication of magnetic films, microfabrication of magnetic films, microfabrication

项目成果

Takanori Ichiki: "Miniaturized Capillary electrophoresis fabricated on Pyrex glass chips using deep dry etching and anodic bonding"Journal of Photopolymer Science and Technology. 15・2. 311-316 (2002)

Takanori Ichiki：“使用深度干法蚀刻和阳极键合在 Pyrex 玻璃芯片上制造微型毛细管电泳”《光聚合物科学与技术》杂志 15・2（2002 年）。

Takanori Ichiki: "Localized and ultrahigh-rate etching of silicon wafers using atmospheric-pressure microplasma jets"Journal of Applied Physics. 95. 35-39 (2004)

Takanori Ichiki：“使用大气压微等离子体射流对硅晶片进行局部超高速蚀刻”应用物理学杂志。

Takanori Ichiki: "Surface micromachined hollow microneedle array integrated on a microfluidic chip"Seventh International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems. 1025-1028 (2003)

Takanori Ichiki：“集成在微流控芯片上的表面微加工空心微针阵列”第七届小型化化学和生化分析系统国际会议。

Takanori Ichiki: "An atmospheric -pressure microplasma jet source for the optical emission spectroscopic analysis of a liquid sample"Plasma Sources and Science Technology. 12. S16-s20 (2003)

Takanori Ichiki：“用于液体样品光学发射光谱分析的大气压微等离子体射流源”等离子体源和科学技术。

Tomofumi Hara: "Fabrication of on-chip sorter devices with sub-micrometer scale channels and self-aligned microelectrodes"Micro Total Analysis Systems 2002. 124-126 (2002)

Tomofumi Hara：“具有亚微米级通道和自对准微电极的片上分类器装置的制造”Micro Total Analysis Systems 2002. 124-126 (2002)