迅速かつ均一な混合を目的としたドーナツ型マイクロミキサーの製作と混合評価

用于快速均匀混合的环形微混合器的制造和混合评估

• 批准号: 26922012
• 负责人: 高田 紀子
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Institute for Molecular Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014 至 2015
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26922012/
• 关键词: マスクレス露光装置; グレースケール露光; PDMS流路

本研究では、高速2液混合を目的としたドーナツ型マイクロミキサーの製作を試みた。ドーナツ型マイクロミキサーとは、流路の断面形状が円形であり、溶液Aの中心部分を溶液Bが同心円状に流れることで2液の接触面積を大きくし、さらに拡散による移動距離を短くすることによって迅速な混合を目指すものである。フォトリソグラフィで製作したレジストパターンを鋳型にPDMS樹脂で成型を行い、貼り合わせることで製作を行った。具体的な内容を下記に示す。1. 断面が半円の突起形状でかつ直径の異なるレジストパターンを同一平面上に配置ガラス基板(40×30(mm))上に、幅が40μm(溶液A)と30μm(溶液B)、長さが縦20mm、横30mmの十字型流路を製作した。レジストには、ポジ型であること、化学増幅型でないこと、厚さが20～30μm塗布できることを選定基準とし、東京応化工業(株)の「PMER P-HA 1300PM」を使用した。断面が半円の突起形状でかつ直径の異なるレジストパターンの製作は、マスクレス露光装置が有するグレースケール機能を利用して、露光箇所ごとに露光量を調整することで行った。深さに応じた露光量は、あらかじめ実験により求めた露光量とレジスト深さとの関係を示す二次関数を用いて算出した。この技術が可能になることで、形状の面で生体内の血管のより忠実な再現や、流路内に突起を作ることによる混合の促進等が期待できる。2. PDMS樹脂による成型製作したレジストパターンを鋳型にPDMS樹脂で成型を行い、半円の溝をもつ流路を対になるように2個製作した。3. PDMS流路同士の貼り合わせ成型したPDMS流路の接着面に対して酸素プラズマ処理を行い貼り合わせることで、断面形状が円形の流路を製作する。その際マイクロレベルの位置合わせが必要となるが、これはマスクアライナーの位置合わせ機構を利用して行った。十字型流路の流路末端4箇所を全て合わせることは難しく、大きい箇所で40μm程度の位置合わせ誤差が生じた。

在这项研究中，我们试图为高速两液混合而制造甜甜圈型微米物。甜甜圈型微米物具有流动路径的圆形横截面形状，溶液B浓度地通过溶液A的中央部分流动，增加了两种液体的接触面积，并进一步降低了通过扩散传播的距离，从而旨在快速混合。使用PDMS树脂将光刻产生的抗性图案模制成模具，然后粘贴在一起以创建抗抗性模式。具体细节如下所示。 1。将具有半圆形突起形状和不同直径的交叉形流路径放在玻璃基板上的同一平面上（40×30（mm）），宽度为40μm（溶液A）和30μm（溶液A）和30μm（溶液B），长度为20 mm，宽度为20 mm，宽度为30 mm。抵抗是根据Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd。的“ PMER P-HA 1300PM”，基于正类型，非化学扩增类型的选择标准，厚度可将其厚度应用于20-30μm。通过使用掩模无膜暴露装置的灰度功能调整每个曝光位置的暴露量，制造具有半圆形突出形状和不同直径的抗药性图案。根据深度的暴露量使用二次函数计算，该函数表明通过实验获得的暴露量与抗阻深度之间的关系之间的关系。通过使这项技术成为可能，可以预期，身体内血管的形状更加忠实，可以通过在流动路径内产生突起来促进混合。 2。使用PDMS树脂作为模具对抗电阻模式进行模制，并使用PDMS树脂模制，并将两个带有半圆形凹槽的流动路径成对。 3。通过执行氧血浆处理以将PDMS流动路径连接到彼此并粘贴PDMS流量路径的粘附表面，从而产生了具有圆形横截面形状的流动路径。在这种情况下，需要微对准，但这是使用蒙版对准器的注册机制完成的。很难对准交叉形流道的所有四端，并且在大点处发生了约40μm的定位误差。