ダイヤモンド製マイクロチップによるDNA解析の高能率化の実現

使用金刚石微芯片实现 DNA 分析的高效率

基本信息

批准号：
13750662
负责人：
柴田隆行
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロチップ上でのDNAの増幅および分離/検出の高効率・高能率化を実現するためには、熱交換効率を飛躍的に向上させたデバイスの開発が必須である。本研究では、物質中で最も熱伝導率の高いダイヤモンドを材料した(1)PCR用マイクロリアクターおよび(2)マイクロCEチップ開発のための基礎的研究として、デバイス作製に必要となるダイヤモンド薄膜のマイクロマシニング技術を開発した。得られた成果は以下のとおりである。1)ダイヤモンド薄膜の微細パターン形成技術選択成長法によって、5〜10μmのライン&スペースをもつ微細パターニング技術を確立した。また、O_2ガスを用いた反応性イオンエッチングによる微細パターニング技術についても検討し、SiO_2薄膜をマスクとして用いることで選択比25程度、エッチング速度25mm/minを実現した。2)ダイヤモンド薄膜の表面マイクロマシニングパターニング技術と犠牲層エッチングを組合せることで、基板から分離したダイヤモンド構造体作製技術を確立した。犠牲層としては、SiO_2、Ta薄膜が利用できることを明らかにした。3)3次元微細構造体形成技術異方性エッチングによって形成したSi基板のモールド上にダイヤモンド薄膜を成膜し、最終的にモールドをエッチング除去することによって、ダイヤモンド製マイクロリアクターの形成技術を確立した。また、溝状のモールドにダイヤモンド薄膜を形成することで、微細チャネルの形成手法を確立した。4)ダイヤモンド薄膜の接合技術中間層としてAl薄膜を利用することによって、ダイヤモンド薄膜とガラス(Pyrex7740)との陽極接合技術を確立した。Ti薄膜をダイヤモンド薄膜とAl薄膜の密着層として用いることによって1〜2MPaの接合強度が得られることを明らかにした。

为了在微芯片上实现高效率和高效率的DNA扩增和分离/检测，必须开发大幅提高热量替代效率的设备。在这项研究中，（1）用于PCR和（2）微型CE尖端开发的微硅酸盐用于开发设备所需的钻石薄膜。获得的结果如下。 1）钻石薄膜的精细图案形成技术选择方法已经建立了一种细纹技术，线条和空间为5至10μm。此外，还检查了使用O_2气体反应性离子蚀刻的精细推杆技术，通过使用SIO_2薄膜作为掩模，选择比约为25 mm/min。 2）钻石薄膜的表面微压模式与牺牲蚀刻结合在一起，以建立与基材分开的钻石结构作物技术。作为牺牲，可以使用SIO_2和TA薄膜。 3）3D微观技术由各向营养蚀刻形成的Si基板的模具形成，最终通过去除模具去除模具来确定模具。此外，在凹槽形的模具中形成了钻石薄膜，以建立形成细通道的方法。 4）钻石薄膜的白缩膜是Al的中间层作为中间层的中间层，以在钻石薄膜和玻璃之间建立阳极连接技术（Pyrex7740）。据透露，可以将Ti薄膜用作钻石薄膜和薄膜的近层来获得1至2 MPa连接强度。