マイクロ熱流動における2色蛍光画像計測法と超音波気泡振動による局所混合流れ制御

微热流中采用双色荧光图像测量方法和超声波气泡振动的局部混合流量控制

基本信息

批准号：
17760144
负责人：
佐伯壮一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロチップ電気泳動装置など,マイクロオーダーでの化学反応装置や分析装置が発展している.これらはマイクロ流れに支配され,局所的な撹絆などの流体制御や分離操作,マイクロ流れの把握のためには定量的な熱流体計測が不可欠である.更に,マイクロ流れの駆動には一般に電気泳動が用いられるため,発熱の影響を強く受ける.このためタンパク質の電気親和度を計測するアフィニティー・マイクロチップなどでは,温度やpHなどのスカラー量の定量的な計測技術が必要不可欠となる.マイクロ流れの温度計測やpH計測にレーザ誘起蛍光法が用いられている.一般に1色の蛍光を利用しているため(1色蛍光法),マイクロ流路壁面による反射も含めた励起光強度分布に大きく依存する.このため,pHや温度などのスカラー量の定量計測には,任意画像範囲毎のキャリブレーションが必要となる.しかし,流路形状や壁面反射の影響も含めた励起光強度分布の時空間的な変化に大きく依存するため,リファレンス画像を用いた規格化や各ピクセルにおけるキャリブレーションが提案されている.すなわち,計測位置や流路形状が異なる実験ではキャリブレーションの再施行が必要となる.また奥行き方向にスカラー量の分布がある場合は,結像面までに到達する励起光が空間分布を有する吸収作用を受けるため,これが計測誤差の要因となる.本研究では,マイクロ流れにおけるスカラー量の定量分布計測法として2色レーザー誘起蛍光法を提案する.マイクロ流路内におけるpHや温度のスカラー量分布計測に本手法を適用し,その有効性について検討した.

微阶化学反应和分析装置正在开发，例如微芯片电泳装置。这些以微滴为主导，定量热流体测量对于诸如局部搅动和分离操作等流体控制以及理解微滴度至关重要。此外，电泳通常用于驱动微滴，并受热的影响。因此，标量量（例如温度和pH值）的定量测量技术对于测量蛋白质电交易的亲和微芯片至关重要。激光诱导的荧光用于测量微滴的温度和pH值。由于通常使用一种颜色的荧光（一种颜色荧光法），因此在很大程度上取决于激发光强度的分布，包括微流壁的反射。因此，需要标量（例如pH和温度）。定量量的定量测量需要为每个图像范围进行校准。但是，由于它在很大程度上取决于激发光强度分布的空间和时间变化，包括流动路径形状和壁反射的影响，因此提出了使用参考图像的归一化和每个像素上的校准。换句话说，具有不同测量位置和流动路径形状的实验需要重新校准。此外，当标量分布在深度方向上存在时，到达图像平面的激发光与空间分布具有吸收效果，这是测量误差的因素。在这项研究中，我们提出了一种两色激光诱导的荧光法作为微滴定标量量的定量分布。我们应用了这种方法来测量微滴内pH和温度的标量分布，并检查了其有效性。