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液滴マイクロ流体チップの3Dモールド作製

August, 6, 2018, Muzzano--ドイツ、イェーナのライプニッツ研究所(Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology)の研究チームは、画期的なPEMTOPRINT技術で作製された3Dガラスモールドによる液滴マイクロ流体向けの複雑な3D PDMSチップを実現した。
 直描プロセスにより、サブマイクロメートル分解能が可能になり、マルチレベルのマイクロ流体デザイン、また高さや複雑な3D形状の連続的変化でさえ実現できるようになる。PDMS(ポリジメチルシロキサン)レプリカ成形の容易さと相俟って、このアプローチは、特殊あるいは非専門研究室がマイクロ流体実験をカスタマイズし、実験の可能性を拡大するために利用できるソリューションを提供する。
 3Dガラスモールドは、高分解能のプロトタイピングの利点と、ソフトリソグラフィによる製造と複製の容易性を統合している。それによって、多層構造の製造も容易になる。これによって、重要な液滴マイクロ流体オペレーションが大きく改善された。この技術は、液滴だけでなく、マイクロ流体のほかの多くのアプリケーションでも利用できる新たな可能性を開くものである。
 3Dガラス構造は、負の部分を提示している。チップとして直接使用するために、ガラスあるいはPDMSにそれらを接合することもでき、レプリカ形成では再現できない構造(例えば、チャネル、あるいは導波路、ミラー、フィルタ、レンズなどの光学素子における微小構造)を利用することもできる。こうした可能性を考えると、チップ製造は、もはやマイクロ流体アプローチ採用にとってボトルネックではない(特に、非マイクロ流体ラボ)。むしろ、新たな機能実装のチャンスになる。FEMTOPRINT技術は、小滴マイクロ流体チップの実験能力を大きく拡大する。長期観察のための小滴トラップ、蛍光検出のための光ファイバ統合など、マルチレベル構造の直接製造を可能にする。
 チャネル深さで求められる段階的変化、また大きな変化が容易に、正確に、このアプローチで作製できるので、そのモールドは、192のノズルを25㎜長、4㎜幅の設計に詰め込んでいる。これには全ての入口、出口が含まれており、φ70µmの単分散小滴生成ができる。
 現在、全ての寸法と連続的深さ変化15µmから数100µmの構造で、そのようなアーキテクチュアの製造を可能にする簡単な方法はほかに存在しない。PDMSレプリカモールディングの容易さと相俟って、これはマイクロ流体実験をカスタマイズし、その可能性を広げるために、特殊および非専門ラボに利用可能なソリューションを提供するものである。
(詳細は、https://www.femtoprint.ch/news-3d-molds)