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マイクロ流体素子を用いた微小反応・分離場の構築とその生物反応プロセスへの応用

微流控装置微反应/分离场的构建及其在生物反应过程中的应用

基本信息

批准号：
03J11762
负责人：
山田真澄
金额：
$ 1.73万
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：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,マイクロ流体素子を用いた反応場の構築と分離場の構築の二つに大別される。まず,微小反応場の構築に関しては,ナノリットルオーダーの微小液滴ディスペンサーの応用として,部分的な液体交換可能とする微小構造を作製することで,多数の反応条件を非常に簡便な操作によって形成することのできるデバイスの設計と評価を行った。そして生化学反応系への利用として,タンパク質結晶化における最適な濃度条件の探索等への応用を行った。また,液滴を用いた回分反応のみならず,連続的な多数の濃度条件の形成を可能とする流体分配器の設計と評価を行い,細胞増殖に与える影響の評価へと応用できることも確かめた。一方,分離場の構築としては,主として細胞などをターゲットとした新しい微粒子の分級手法・構造を提案し,実際にその効果を評価した。マイクロ流体デバイスは,その大きさがマイクロメートルサイズの細胞や粒子とぼぼ同じであるため,今までにない粒子分離プロセスが実現されると考えられている。そこで,本年度は,前年度提案したPFF(ピンチド・フロー・フラクショネーション)法の発展として,非対称PFF法の提案を行い,実際に細胞等の分離へと応用することによってその有用性を確認した。さらに,粒子の濃縮と分離を同時に可能とする手法である水力学的フィルトレーション法を提案した。そして実際に流路幅5〜500ミクロン程度の流路を作製し,粒子の分離・濃縮を行ったところ,マイクロメートルの粒子の濃縮と分離が同時に可能であることが確かめられた。さらに,血球細胞等の生体粒子への応用も可能であった。この手法は,純粋に水力学的な力のみによって,粒子の連続的な濃縮とサイズによる分離を可能とするため,今までにない新しい分離ツールとして様々な分野で利用されることが期待される。

In this study, the construction of the reflection field and the construction of the separation field are discussed. The construction of micro reflection field is related to the use of micro droplet, partial liquid exchange and micro structure, and most of the reflection conditions are very simple to operate, form and design. The application of biochemical reaction system in the study of optimum concentration conditions for crystallization of crystals The design and evaluation of the fluid distributor, the evaluation of the effect of the concentration conditions on the growth of the liquid droplets, and the evaluation of the effect of the concentration conditions on the growth of the liquid droplets. On the one hand, the construction of separation field and the evaluation of the effect of separation field on the classification of particles The fluid is separated from the cell and the particle is separated from the cell. This year, compared with the previous year's proposal, the development of the PFF method was carried out, and the usefulness of the method was confirmed. The method of concentration and separation of particles is proposed. Flow path width 5 ~ 500 ° C. Flow path control, separation and concentration of particles, concentration and separation of particles simultaneously possible. In addition, blood cells and other biological particles can be used. This technique is based on pure hydraulics, and the concentration and separation of particles are possible.