Research on Paper-Based analytical Chip for Blood Viscosity Using micro PADs Technology

利用微型PADs技术的纸基血液粘度分析芯片的研究

基本信息

批准号：
21K12729
负责人：
坂本憲児
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12729/
关键词：
microTAS microPADs 血液物性値測定紙媒体チップ PaperMEMS 紙媒体検査チップ

项目摘要

本年度の研究では「極微量での吸水量制限」「電極センサの集積化と測定」「測定チップの試作および基礎測定」に関して研究を行った。昨年度行ったステンレス鋳型を用いた流路幅1mm（吸水量約5μL程度）の吸水領域の作製手法をベースに、吸水量の安定化を研究した。流動速度が遅いとサンプルの蒸発が起こるため、蒸発を避ける観点から流路幅は約3mmで作製し、吸水量約20μLで誤差は約5％に制御することが出来た。また5μL以下の吸水量制限には、本技術のステンレス鋳型の手法を微細化および紙媒体の基材変更による対応を考えており、今後継続調査の予定である。吸水流路の流動速度については、矩形流路内の流体挙動が重要になる。このため矩形流路中での流体挙動に関する解析研究を行い、その成果を応用物理学会で発表した。電極形成は蒸着方法とスクリーン印刷＋めっき方法で行い、スクリーン印刷＋めっきの方法により、幅0.5mmサイズの電極形成に成功した。めっき手法により形成しているため、紙繊維の内部にまで電極形成が行われる事を確認した。これによりサンプル溶液との接触面積を増やし、接触抵抗を減らすことが可能となった。これらの吸水量制限（約20μL）および電極形成（幅0.5mm）が可能になったため、測定用のチップ試作を行った。紙媒体流路にそって櫛歯状に電極を配置し、サンプル流動に沿って電気伝導率を測定できる構造に作製した。作製した試作チップでNaCl溶液の電気伝導率の計測を行い、NaCl濃度による伝導率の変化を測定可能な事を確認した。これらの測定技術およびチップ形状に関しては特許を出願した。

在今年的研究中，我们研究了“极少量吸水的限制”，“电极传感器的积累和测量”以及“测量芯片和基本测量结果”。根据去年执行的不锈钢模具的水分吸收面积（约5μl吸水），我们研究了吸水的稳定。由于流速缓慢，因此出现样品蒸发，因此从避免蒸发的角度以约3 mm的形式进行流动路径宽度，并且可将误差量约为5％，而吸水率约为20μL。此外，要使用5μl或更少的吸水量来制造该技术的不锈钢模式，并通过更改纸介质的基本材料来做出反应。关于吸收水流通道的流速，矩形流道中的流体行为很重要。因此，我们对矩形流道中的流体行为进行了分析和研究，并在应用社会中介绍了结果。使用蒸气沉积的方法和丝网印刷 +电镀方法进行电极形成，丝网印刷 +电镀方法成功地形成了宽度为0.5 mm的电极。由于它是通过镀层方法形成的，因此可以证实电极在纸纤维内形成。结果，与样品解决方案的接触面积增加了，可以降低接触电阻。启用了这些吸水极限（约20μl）和电极形成（宽0.5 mm），因此进行了测量芯片原型。将电极放置在纸较大流动路径的组合中，并且可以根据样品流量测量电导率。我们用产生的原型芯片测量了NaCl溶液的电导率，并确认可以测量NaCl浓度引起的电导率变化。将专利用于这些测量技术和芯片。