弾性体鋳型が誤差を自己補正する樹脂薄肉加工法の確立と、細胞解析デバイスへの応用

弹性模具自纠错树脂薄壁加工方法的建立及其在细胞分析装置中的应用

• 批准号: 22K04898
• 负责人: 山平 真也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04898/
• 关键词: 樹脂成形; 微細加工; 薄肉加工; PDMS; 細胞解析デバイス

本研究では、弾性体鋳型が変形によって寸法誤差を自己補正することにより熱可塑性樹脂の薄肉加工を可能とする技術を、段階を踏んで発展させ、任意の形状を成形し、望みの部分を薄肉加工できる技術として確立することを目的とする。まず、流路形状や断面が矩形の容器などのマイクロデバイスの基本的な構成要素の薄肉加工法の確立を行う。次に、得られた鋳型と成形物等のデータを基に、薄肉形状を有する任意の構造物を作製するための鋳型や加工プロセスのシミュレーション方法を策定する。また、アプリケーションとして、上記技術を用いて開発したデバイスの細胞解析への応用を行う。令和4年度は、薄肉な垂直部分を有する成形物作製のために、曲面を有する弾性体鋳型の作製に注力した。まず、変形した後に垂直面や水平面となるような曲面を有する弾性体鋳型の作製のために、3Dプリンターで曲面を有するマスター鋳型の作製を行った。光造形3Dプリンターで作製したマスター鋳型に弾性体材料としてPDMSエラストマーを注型して熱硬化したところ、PDMSの硬化不良が起きてしまった。そこで、マスター鋳型の後処理を検討したところ、2次光硬化とエタノールによる洗浄に加えて加熱を行うことで、PDMSの硬化不良を抑制することができた。また、これまでに成形方法を確立している10 μm程度の極薄い底面を有するマルチウェルプレートと光活性化細胞捕捉剤を用いて1細胞パターニングを行い、論文として報告した(S. Yamahira. et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144(29), 13154-13162)。本論文では、極薄いウェルの底面を介して、ウェルプレートの裏側に密着したフォトマスクから光のパターンをウェルの底面に照射することで、ウェル底面の光活性化細胞捕捉剤表面に細胞一つサイズの精緻なパターンを露光することが可能であった。

This study aims to correct the error of thermoplastic resin processing by itself, and establish the technology of thermoplastic resin processing by step. The basic components of a rectangular container, such as the shape of the flow path and the cross section, and the establishment of a thin meat processing method are described. The method of manufacturing any structure such as a molded article or a molded article is determined. The application of the above technology to the development of cell analysis and the implementation of cell analysis In the fourth year, the thin and vertical parts of the body have been formed, and the curved surfaces have been formed. The vertical plane, the horizontal plane, the curved plane 3D optical molding is a process for molding and curing PDMS. After treatment of PDMS, PDMS is cured by heating. The method of forming cells was established. The thickness of the cells was about 10 μm. Yamahira. et al. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144(29), 13154-13162)。In this paper, the bottom surface of the ultra-thin film is exposed to light, and the bottom surface of the ultra-thin film is exposed to light.