【公開日：2025.07.02】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23KT1400
利用課題名 / Title
多サイズ微粒子の高精度インピーダンス計測が可能な汎用マイクロ流体デバイスの開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
知能計測,微細電極,生体試料,インピーダンス計測,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
ヤリクン ヤシャイラ
所属名 / Affiliation
奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学領域
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KT-104：高速マスクレス露光装置
KT-110：レジスト現像装置
KT-107：厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、マイクロ流体デバイスの流路内に複数電極のアレイを配置し、能動的な流路変形による均一な電場をマイクロ流路の全体に作り、これを通る細胞のインピーダンスの計測で、大量の細胞の形状、成分、小器官などの状態や分布を一細胞レベルで一括してリアルタイム計測・判定できる多項目智能電気イメージングシステムを構築する。この目標を達成する前に、まず様々なサイズの疑似細胞（微粒子）に対応できる汎用計測マイクロ流体デバイスとシステムの構築が必要である。前述のマイクロ流路中での複数電極のアレイの加工と寸法制御可能なマイクロ流路の作製にはフォトリソグラフィ用の高精度マスクと電極基盤の作製が必要であり、これらを作製するために本施設を利用した。
実験 / Experimental
設計した電極とマイクロ流路のパターンをマスクレス露光装置にて転写用のマスクを作成した。Cr、Au、およびOFPR製膜済みの基盤ガラスに、作成したマスクを使用して電極とマイクロ流路のパターンを転写し、現像とエッチングを行った。その後、まずはフェムト秒レーザーを用いて、電極間のギャップが1μm以下になるように密接した複数の電極アレイを作製した。さらに、SU-8レジストとPDMS樹脂を用いて、マイクロ流路の作製を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
実際に作製したデバイスは図1Aにし示す。幅数μm、ギャップが1μm以下の密接した複数の電極アレイを集積した寸法が可変なマイクロ流路の作製に成功した。流路の寸法制御は、チャネルを押すピエゾ素子の上下運動によって実現した（図1B）。本デバイスを用いて、直径10ー1μmの微粒子のインピーダンス計測を行った。その結果、10－1μm試料の測定と特定は同じデバイスで実現できることを証明した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ A：作製したデバイス、B：ピエゾ素子による上下運動の模式図、C：インピーダンス計測結果
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、2023年度立石財団の助成金交付により研究が遂行されたものです。この場を借りて深く御礼申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Enhancement of impedance cytometry signal with dimension-adjustable microfluidic channel, Trisna Julian, Tao Tang, Yoichiroh Hosokawa, Yaxiaer Yalikun, The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2023) 2023年10月
- The effects of differential impedance signal on droplet measurement, Xun Liu, Tao Tang, Yoichiroh Hosokawa, Yaxiaer Yalikun, The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2023) 2023年10月
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件