ゲルの相転移を利用した柔軟性のあるマイクロアクチュエータの開発

利用凝胶相变开发柔性微执行器

• 批准号: 11167208
• 负责人: 鈴木 博章
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11167208/
• 关键词: ゲル; 相転移; サンプリング機構; グルコース; 微小化学分析システム; μTAS; シリコン; 異方性エッチング; サンプリング; 異方性エッシング; グルコースセンサ

微小化学分析システムを実現する上で、サンプリング機構は不可欠の構成要素である。本年度は、人間の体温を感知してサンプルを吸引し、可逆的に吸引・排出を行うことのできる新しいサンプリング機構を、poly(N-isopropylacrylamide)ゲルの相転移を利用して実現した。新型サンプリング機構は、ゲルを収容する微小容器と、ゲルから溢れた水を収容する水溜めから構成される。ゲルはサンプル溶液とシリコーンゴム層で隔てられている。ゲルが膨潤する時には、ゲルは水溜めから水を吸収し、シリコーンゴムの膜を微小流路内に押し込む。これにより、微小流路内の溶液がシステム外に排出される。逆に、ゲルが収縮する時には、シリコーンゴムの弾性により、ゲルから溢れ出た水は水溜めに押し戻され、外部液が吸引される。上記のサンプリング機構の機能を微小分析システム中で確認した。このシステムにはマイクログルコースセンサと内径50μmの微小針が装着されている。ここで用いたグルコースセンサは、Nafion/酵素固定膜/polyHEMAの3層構造を有し、妨害物質の影響を低減するとともに、検量線の直線範囲を高濃度側まで拡張している。システムの温度を変え、グルコース標準液と緩衝液を順次微小流路中に吸引したところ、グルコースセンサの明瞭な応答が確認された。このシステムでは、溶液の吸引・排出は微小針を通してしかできないため、次に使用する前に洗浄用の緩衝液を何回か吸引・排出しなければならないが、その繰り返しごとにグルコースセンサの応答が小さくなる傾向が確認された。また、十分洗浄を行った後に再度グルコース標準液を吸引したところ、最初にこれを吸引した時と同様な電流値の変化が認められた。検量線を求めたところ、10mM以下の濃度範囲で直線的な関係が認められ、問題となる濃度範囲を十分カバーできることを確認した。

Micro-chemical analysis system can be realized on the basis of the following: This year, the human body temperature sensing system attracts, reversibly attracts and expels, and the new system of poly(N-isopropylacrylamide) phase shift is realized. The new type of container mechanism is composed of small containers, overflow containers and water tanks. The solution is separated from the solution by a layer of water. For example, when swelling occurs, the water must be absorbed, and the membrane must be stored in a small flow path. The solution in the micro flow path is discharged from the outside. When the water is flowing out, the water is flowing out, and the external liquid is sucked in. The function of the above-mentioned mechanism is confirmed by micro-analysis. The micro-needle with an inner diameter of 50μm is installed in the center of the needle. The three-layer structure of Nafion/enzyme-immobilized membrane/polyHEMA has the advantages of reducing the influence of harmful substances, and expanding the linear range of measurement lines at high concentration. The temperature of the system is determined by the absorption of the standard solution and the buffer solution in the micro-channel. The suction and discharge of the solution before the use of the buffer solution are confirmed. After the first ten minutes of washing, the standard solution was attracted to the first ten minutes of washing, and the current value was recognized. The linear relationship between the concentration range below 10mM and the concentration range below 10mM is confirmed.