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刺激応答性ベシクルを利用する高感度電気化学検出バイオ分析チップの開発

利用刺激响应性囊泡开发高灵敏度电化学检测生物分析芯片

基本信息

批准号：
18750056
负责人：
石田晃彦
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,微小流路内においてベシクル内から漏出させた電気化学活性物質をアンペロメトリーにより高感度に検出することが重要な課題である。電流値は電極面内に形成する測定物質の濃度勾配の積算値であるから,感度を上げるには作用電極の面積または濃度勾配を大きくすることが必要である。これまでに,電極面積を大きくすることは,S/N比を低下させるため有効ではないことを微小流体デバイスを用いて示した。これは,物質が電極反応により消費されながら流れる結果,電極の下流ほど電極垂直方向の濃度勾配が小さくなるためである。そこで,与えられた面積の中で濃度勾配を増加させることが必要になる。そのため,本研究では一本の電極を複数に分割して間隔を置いて配置するくし状の電極を検討した。電極がない部分で試料が補充されるので,下流側での濃度勾配の減少を抑えることができるからである。さらに十分な間隔があれば,分割したどの電極上でも同様の濃度勾配が形成されると推察される。くし形の電極については,これまでに2対の電極を用いて酸化還元を繰り返して感度を上げる検討は行われていたが,くし形電極単独での詳細な検討はなかった。そこで,ポリマー基板およびポリジメチルシロキサンを用いて,間隔をあけた2本の作用電極をもつ微小流体デバイスを作製し,このアプローチの妥当性を検証した。その際,微小流体デバイスで用いられる流速範囲で,物質の種類を変えることにより電流応答の拡散係数依存性を調べた。その結果,どの拡散係数およびどの流速でも間隔の増加とともに電流値は増加し,200μm近辺で最大一定となった。また,電流値を様々な拡散係数および流速で数値シミュレーションしたところ実験結果と一致した。以上から,このアプローチが妥当であり,微小流体デバイスで用いられる流速で様々な電気活性物質に適用できることを明らかにした。

This study focuses on the chemical activity of electrolyte that leaks out of the micro flow path The material is a high-sensitivity material that is an important issue. The current value is the accumulated value of the concentration of the substance formed in the electrode surface, and the sensitivity is It is necessary to adjust the area of the active electrode and the concentration of the active electrode. The electrode area is large and the S/N ratio is low. The せるためeffective ではないことをmicrofluid デバイスを uses いて to show した.これは, material がelectrode reaction により consumption されながら流れる results, electrode のdownflow ほどelectrode vertical direction のconcentration coordination が小さくなるためである.そこで, and the えられたareaの中で density blends the させることがnecessary になる.そのため, this study is based on the では本のelectrode を plural にして interval を placement いて configuration するくし-shaped の検 ask した. The sample of the electrode part is supplemented, and the concentration of the downstream side is adjusted to reduce the concentration.さらに十な Spacing があれば, dividing したどの on the electrode, でも and 様のconcentration matching がforming されると inferring される.くしshaped のelectrode については, これまでに2対のelectrode をいて acidification reduction を缲り returned してThe sensitivity is the same as the sensitivity, the shape of the electrode is the same as the details.そこで,ポリマーsubstrate およびポリジメチルシロキサンを use いて, spacer をあけた 2 copies The working electrode is made of micro-fluid, and the validity of the working electrode is verified. In this case, the flow rate of the tiny fluid is controlled by the flow rate range, and the type of material is controlled by the current distribution coefficient dependency.その result, the どの拡 coefficient およびどの flow velocity でも interval のincrease plus とともに current つは increase し, 200μm near 辺で maximum certain となった.また, the current value を様々な拡divergence coefficient および flow rate でnumber シミュレーションしたところ実験 result is consistent した. The above is suitable for use with tiny fluids. The flow rate of the られるで様々なelectronic active material is applicable to the できることを明らかにした.