マイクロ流体システムの研究

本研究では、シリコーンゴムの一種であるPDMS (Polydimethylsiloxane)を材料としたソフトリソグラフィ法を用いて、マイクロ流体回路を構成することを目指している。2年目の平成14年度には、昨年度に開発したナノ構造を製作するプロセスをさらに発展させ、タンパク質やリボソームなどの一分子観察を行うプラットフォームとして用いることができるPDMSナノタワーの製作法を確立した。具体的には、シリコン基板をK0Hによって異方性エッチングすることによってナノスケールの鋳型構造を製作し、これをPDMSによって型どりすることにより、底辺がおよそ5μmほどのピラミッド状の形状を持つナノタワーを形成した。ナノタワーの先端のみに観察対象となるタンパク質やリボソームなどを固定化するプロセスとして、ナノタワー構造上にアルミニウム薄膜を形成し、頂上部分のみを除去することによって、固定化に必要な部位のみを化学処理した後、リボソーム溶液などを導入して固定化操作を行った。その結果、ナノタワーの頂上部分はサブミクロンスケールであるため光学的な観察では不十分な点もあるが、蛍光ラベルしたリボソームの固定化に成功したことを示唆する画像を得ることに成功した。また、もう一つのサブテーマとして、三次元的な構造をつくるための多層ソフトリソグラフィ法を開発し、3次元マイクロチャネルネットワークを構築する技術の開発を行った。実際に、多ステップの表面を持つマイクロ流体回路を製作し、簡単な細胞培養を試みた結果、PDMS製のマイクロ流体回路内部で細胞培養が可能であることを確認した。

本研究では、シリコーンゴムの一種であるPDMS (Polydimethylsiloxane)を材料としたソフトリソグラフィ法を用いて、マイクロ流体回路を構成することを目指している。2年目の平成14年度には、昨年度に開発したナノ構造を製作するプロセスをさらに発展させ、タンパク質やリボソームなどの一分子観察を行うプラットフォームとして用いることができるPDMSナノタワーの製作法を確立した。具体的には、シリコン基板をK0Hによって異方性エッチングすることによってナノスケールの鋳型構造を製作し、これをPDMSによって型どりすることにより、底辺がおよそ5μmほどのピラミッド状の形状を持つナノタワーを形成した。ナノタワーの先端のみに観察対象となるタンパク質やリボソームなどを固定化するプロセスとして、ナノタワー構造上にアルミニウム薄膜を形成し、頂上部分のみを除去することによって、固定化に必要な部位のみを化学処理した後、リボソーム溶液などを導入して固定化操作を行った。その結果、ナノタワーの頂上部分はサブミクロンスケールであるため光学的な観察では不十分な点もあるが、蛍光ラベルしたリボソームの固定化に成功したことを示唆する画像を得ることに成功した。また、もう一つのサブテーマとして、三次元的な構造をつくるための多層ソフトリソグラフィ法を開発し、3次元マイクロチャネルネットワークを構築する技術の開発を行った。実際に、多ステップの表面を持つマイクロ流体回路を製作し、簡単な細胞培養を試みた結果、PDMS製のマイクロ流体回路内部で細胞培養が可能であることを確認した。