研究シーズの泉

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ピコリットルの水溶液を並列的に配置できます

マイクロ液滴輸送用の流路一体型多点マイクロノズルアレイ

ステータス 基礎 実証 実用化準備

概要

細胞と生体高分子を工学的に活用し、健康と機械工学の分野に貢献することを目的にしています。マイクロ・ナノ加工技術で作製したノズルアレイを主に空圧での変形を用いて吐出操作を行います。機械ステージとも組み合わせ自動的に配置し、細胞や生体高分子のシステム応答を解析します。

従来技術

インクジェットで吐出する溶液は、低粘度、低表面張力の液体が用いられる。水溶液には適していない。

優位性

ノズルアレイを基板に隣接した状態で、水溶液を吐出することで、液滴状に配置することができる。細胞や生体高分子の溶液を利用できる。

特徴

ほとんどの透明マイクロ流体デバイスは、閉鎖構造で開口がなく、デバイス外部への物質の輸送ができません。

この技術は、直径30μmの貫通孔を複数個アレイ状に配置した感光性樹脂製の底面部を有し、さらに上面部は、シリコーンゴム製のバルブ膜を設けた流路からなり、100μm角の断面形状となっています。これらを簡単に精度良く作る製造技術に加え、マイクロ流路を組合わせて流体輸送を実証しています。

【詳細】

  • アスペクト比0.67(孔部の直径を30μm、層の高さを20μm)とした貫通穴の形成により、流路抵抗が低減可能です。さらに貫通孔内のデッドボリュームが削減できます。
  • 貫通孔の層に加え,流路部の層に変形機能を持たせた多層の一体構造です
  • 多点のマイクロ局所空間での溶液サンプルの吐出と回収が可能です
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実用化イメージ、想定される用途

・ディスペンサアレイ、インクジェットヘッド
・ハイスループット3D細胞プリンティング
・マイクロ空間での局所溶液供給,溶液回収
・物理現象・生体反応などの解明ツール

実用化に向けた課題

・高粘度と高表面張力の安定した液滴吐出特性の解明
・「細胞を含有した液滴吐出」を行うノズルアレイと条件の設計
・機械ステージと組み合わせたシステム化

研究者紹介

永井 萌土 (ながい もえと)
豊橋技術科学大学 機械工学系 准教授
researchmap

研究者からのメッセージ(企業等への提案)

このノズルアレイの作製技術と液滴配置技術にご興味をお持ちの企業の技術相談をお受けします。また共同研究等のご検討の際にはご連絡ください。

知的財産等

掲載日:2020年04月30日
最終更新日:2020年06月23日