マイクロ流体チップテクノロジーを応用したマルチプレックス遺伝子診断デバイスの開発

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本年度は開発しているマルチプレックス遺伝子診断デバイスの反応容器への微小流体の高流量での分注を可能にする新規のバルブ構造（エアープラグインバルブ）の開発ならびに、デバイス上での食物アレルギー物質3品目の同時診断、混合部への新規のマイクロミキサ（非対称形状ミキサ）の開発に取り組んだ。エアープラグインバルブの開発では、反応容器への溶液の導入後、隣接する反応容器のバルブ間で空気をトラップさせることで互いに空気を介して押し合うことでバルブにかかる圧力を減殺させる構造を考案した。これにより、導入流量70uL/minでの導入を可能にし、導入時間の短縮を実現した。さらに、この新規のバルブ構造では、これまで流路デザインの設計時、最も考慮すべき事項であった反応容器の個数の制約を排除することができ、原理上、無限個数の検査項目の増加を実現できた。デバイス上での食物アレルギー物質の同時診断では、小麦、そば、落花生の3種類の植物性アレルゲンを本診断デバイス上での60分以内での検出を実証した。さらに、本デバイスのもう一つの重要な機能である混合部に非対称形状を持つマイクロミキサを開発した。流路中心に対し左右非対称の流路形状にすることで高効率かつ広いレイノルズ数（Re=0.13~13）で混合できることを示した。今後は、遺伝子増幅の定量診断手法の開発を行う。