微小液滴の形成、移動、混合等をおこなうマイクロシステムの研究

形成、移动和混合微滴的微系统研究

• 批准号: 09F09802
• 负责人: 藤田 博之
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09F09802/
• 关键词: マイクロ流体工学; 液体誘電泳動

大規模なバイオアッセイを可能とする方法として、基板上にパターニングした電極に電圧を印可することによって、液滴にとじこめた試料を搬送する液体誘電泳動法に着目している。絶縁破壊することなく導電性試料(バイオ試料)を搬送するためには、印可電圧を抑える必要がある。また、非導電性溶液を搬送する場合には、280Vppの高い電圧を用いていたが、ジュール熱が発生してバイオ試料にダメージを与える可能性があった。そのため、デバイス作製プロセスを工夫して電極のサイズを小さくし、電極表面にコーティングする最適な誘電層を検討することで液体の接触角を下げ,液体駆動に必要な電圧を小さくする試みを行った。デバイスは、シリコンウエハ上にアルミニウムの電極をパターニングして作製し、誘電層には誘電率の高いテフロンを用いた。マイクロマシーニングにより、電極幅2マイクロメートルのデバイスを作製することができた。このデバイスを使って、一般的なDNA緩衝液であるTris-Borate-EDTAの液滴搬送が確認できた。この緩衝液の導電率は10mS/mであり、文献よりも10倍高い誘電率の液体を搬送できたことになる。また、誘電層の表面に、界面活性剤を塗布することにより、文献の1/3の電圧値である80Vppで液滴を搬送できることを示した。低電圧での液体搬送が可能になったことで、以下のように複数の利点が導かれた。既存の液体誘電泳動のデバイスでは、高電圧印可により絶縁破壊が生じやすく、溶液を搬送できる回数は1回または数回に限られていたが、本研究で最適化したデバイスでは、15回以上の駆動ができることを確認した。また、ジュール熱を抑えることができ、バイオ試料に与えるダメージを極小にすることが可能となった。

Large Scale Electrophoresis Method: Electrophoresis on a Substrate The conductive sample (sample) must be transported and printed. In the case of non-conductive solution transportation, the possibility of heat generation due to high voltage of 280Vpp is very high. The contact angle of the liquid is reduced when the electrode is moved. The electrode of the dielectric layer is used for high dielectric constant. 2. Make sure you have the correct answer. The transfer of Tris-Borate-EDTA droplets is confirmed by the general DNA buffer solution. The conductivity of the buffer solution is 10mS/m. The conductivity of the buffer solution is 10 times higher than that of the liquid transport solution. The surface of the conductive layer, the interfacial active agent coating, the literature of 1/3 of the voltage, the liquid droplet transport, etc. Liquid transportation at low voltages is possible, and the following are advantageous points. Existing liquid induced electrophoresis can be used to determine the number of cycles of solution transfer. This study is optimized for more than 15 cycles of electrophoresis. The test results are as follows: