マイクロ流体システムの研究

微流控系统研究

• 批准号: 00F00786
• 负责人: 藤井 輝夫
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00786/
• 关键词: マイクロ流体システム; ソフトリソグラフィ; マイクロチップ; シリコーンゴム; PDMS; 細胞培養; 異方性エッチング; 集束イオンビーム

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。

In this study, PDMS (Polydimethylsiloxane) was used as a material to construct a fluid circuit. In 2002, the production method of PDMS was established for the development and application of PDMS in 2004 and 2005. The specific structure of PDMS substrate was fabricated by K0 H, and the shape of PDMS substrate was formed by 5μm. The first part of the film is formed on the top of the film, and the second part of the film is removed. The first part of the film is chemically treated, and the second part of the film is introduced. The top part of the camera was successfully fixed. The development of multi-layer software solutions for three-dimensional structures is under way. In fact, the surface of the PDMS system can be used for the preparation of the fluid circuit. The results of the cell culture test are simple. The cell culture inside the PDMS system can be confirmed.

项目成果

Leclerc, E., Yamamoto, T., Fujii, T: "PDMS Nanostructures for Biomolecules Analysis"Proceedings of the 6th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (μTAS 2002), Nara JAPAN. 775-777 (2002)

Leclerc, E.、Yamamoto, T.、Fujii, T：“用于生物分子分析的 PDMS 纳米结构”第六届小型化学和生化分析系统国际会议记录 (μTAS 2002)，日本奈良 775-777 (2002)。

Leclerc, E., Sakai, Y., Fujii, T: "PDMS Dry Etching for Higher Integration of Cells Culture Microchambers : Application to Hep G2 Cells"Proceedings of 2002 International Microprocesses and Nanotechnology Conference, Tokyo JAPAN. 8B-8-3 (2002)

Leclerc, E.、Sakai, Y.、Fujii, T：“用于细胞培养微室更高集成度的 PDMS 干法蚀刻：在 Hep G2 细胞中的应用”2002 年国际微加工和纳米技术会议论文集，日本东京。

Leclerc, E., Mita, Y., Fujii, T: "Polydimethylsiloxane Nanostructures Fabrication by FIB Machining for Single Molecule Studies"Proceedings of Second Joint EMBS-BMES Conference 2002, Houston USA. 1634-1635 (2002)

Leclerc, E.、Mita, Y.、Fujii, T：“用于单分子研究的 FIB 加工聚二甲基硅氧烷纳米结构”，2002 年第二届 EMBS-BMES 联合会议论文集，美国休斯敦。

Leclerc, E., Sakai, Y., Fujii, T: "Human Cancerous Liver Cells Culture in a PDMS (polydimethylsiloxane) network of Microchannels and Chambers"Proceedings of the IEEE EMBS Special Topic Conference on Molecular, Cellular and Tissue Engineering, Genoa, Italy

Leclerc, E.、Sakai, Y.、Fujii, T：“微通道和室的 PDMS（聚二甲基硅氧烷）网络中的人类癌性肝细胞培养”IEEE EMBS 分子、细胞和组织工程专题会议论文集，热那亚，