Development of monitoring technique for diffusion coefficient and its application to bio analysis platform

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ナノサイズ試料の拡散係数測定から試料サイズや相互作用，分散状態などの分析が可能となる．そのため，微量の試料に対して前処理など要さず，高速に測定する手法は，生産プロセスにおけるインライン評価やバイオ医薬品をはじめとする希少な生体試料の凝集評価，微量検体を用いた網羅的な分析など幅広く適用できると期待される．本研究では，上記要件を満たす新たな拡散係数測定デバイスを開発し，発展させることで極微量分析プラットフォームを実現した．平成30年度の実績を以下に示す．1．作製デバイスによるナノサイズビーズ分散液を用いた測定から，拡散現象を数秒以内で適切に捉えられることを実験的に示した．さらに，拡散係数測定としての妥当性を確認するため，複数種類の粒子径標準ナノサイズビーズ試料を測定した．測定における不確かさの表現ガイドに基づき結果を分析し，10%程度の粒子径変化にも感度を持つことや，生体高分子修飾ナノサイズビーズでは表面特性に伴う変化が検知可能であること，測定値と推算値の関係や物理化学的要因などを明らかにした．これら実験と評価を通じて，提案手法の拡散係数測定としての妥当性を示した．2．光誘起誘電泳動を用いた拡散係数測定デバイスへ微小液滴形成を実装し，高機能なマイクロ流体デバイスを作製した．そして，昨年度から動作検証を進めていたマイクロ流体送液システムと組み合わせ，極微量分析に向けたプラットフォームを構築した．微小液滴を形成および光誘起誘電泳動による拡散現象観察のための送液条件に加えて，微小液滴内での光誘起誘電泳動のための励起条件についても検討し，濃度分布を形成と拡散現象の検知に成功した．これにより，微小液滴を利用した極微量・前処理不要・高速な分析を実現する革新的なプラットフォームの構築を達成した．