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ダイヤモンド製マイクロチップによるDNA解析の高能率化の実現

使用金刚石微芯片实现 DNA 分析的高效率

基本信息

批准号：
13750662
负责人：
柴田隆行
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

マイクロチップ上でのDNAの増幅および分離/検出の高効率・高能率化を実現するためには、熱交換効率を飛躍的に向上させたデバイスの開発が必須である。本研究では、物質中で最も熱伝導率の高いダイヤモンドを材料した(1)PCR用マイクロリアクターおよび(2)マイクロCEチップ開発のための基礎的研究として、デバイス作製に必要となるダイヤモンド薄膜のマイクロマシニング技術を開発した。得られた成果は以下のとおりである。1)ダイヤモンド薄膜の微細パターン形成技術選択成長法によって、5〜10μmのライン&スペースをもつ微細パターニング技術を確立した。また、O_2ガスを用いた反応性イオンエッチングによる微細パターニング技術についても検討し、SiO_2薄膜をマスクとして用いることで選択比25程度、エッチング速度25mm/minを実現した。2)ダイヤモンド薄膜の表面マイクロマシニングパターニング技術と犠牲層エッチングを組合せることで、基板から分離したダイヤモンド構造体作製技術を確立した。犠牲層としては、SiO_2、Ta薄膜が利用できることを明らかにした。3)3次元微細構造体形成技術異方性エッチングによって形成したSi基板のモールド上にダイヤモンド薄膜を成膜し、最終的にモールドをエッチング除去することによって、ダイヤモンド製マイクロリアクターの形成技術を確立した。また、溝状のモールドにダイヤモンド薄膜を形成することで、微細チャネルの形成手法を確立した。4)ダイヤモンド薄膜の接合技術中間層としてAl薄膜を利用することによって、ダイヤモンド薄膜とガラス(Pyrex7740)との陽極接合技術を確立した。Ti薄膜をダイヤモンド薄膜とAl薄膜の密着層として用いることによって1〜2MPaの接合強度が得られることを明らかにした。

DNA amplification and separation/extraction efficiency are essential to the development of DNA amplification and heat exchange efficiency. This research is the most important material with high thermal conductivity among materials.(1) Basic research on PCR and (2) Basic research on PCR and development of thin film technology. The results are below. 1) The fine particle formation technology of thin film is selected from the growth method, and the fine particle formation technology of 5 ~ 10μm is established. For example, O_2 thin films can be used at a ratio of 25 and a speed of 25mm/min. 2) The surface of the thin film is separated from the substrate by the substrate structure. SiO_2 and Ta thin films are widely used. 3)3 The formation technology of dimensional fine structure is established, which is characterized by the formation of anisotropic film on Si substrate and the final removal of anisotropic film. The method of forming fine trench film is established. 4) Bonding technology of thin film interlayer and Al thin film is established by using anode bonding technology of thin film interlayer and Al thin film (Pyrex7740). Ti thin film and Al thin film adhesion layer