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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

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
项目状态：
已结题
起止时间：
2009 至 2011
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

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
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。
英文摘要
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。
期刊论文(0)
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科研奖励(0)
会议论文
Basic research on living displays that show biological information through genetic modification of the skin
  • 批准号：
    22H00284
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 资助金额：
    $27.29万
  • 财政年份：
    2022
  • 负责人：
    藤田 博之
  • 依托单位：
    Tokyo City University
細胞骨格の病変や化学物質が筋肉の機械特性に及ぼす効果の研究
  • 批准号：
    13F03799
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2013
  • 负责人：
    藤田 博之
  • 依托单位：
    The University of Tokyo
生体モータ分子の直接操作による細胞内搬送機構の再構成
  • 批准号：
    21241036
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 资助金额：
    $11.4万
  • 财政年份：
    2009
  • 负责人：
    藤田 博之
  • 依托单位：
    The University of Tokyo
細胞活性の計測を目指す生体分子モータを用いたバイオチップの開発
  • 批准号：
    08F08724
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.02万
  • 财政年份：
    2008
  • 负责人：
    藤田 博之
  • 依托单位：
    The University of Tokyo