決定論的横置換法を用いた粒子分離デバイスの開発

摘要

医療分野において，病気の診断や生体情報を得るために血液細胞，循環性腫瘍細胞，パラサイトなどを対象とした分離が行われている．このような粒子を分離する手法として，遠心分離，FACS(Fluorescence Activated Cell Sorting)，MACS (Magnetic Activated Cell Sorting)などが用いられている．しかし，遠心分離は処理量が限られ，FACSやMACSは装置が大型，高価，操作が複雑，抗体抗原反応を用いて標識を行う必要があるなどの問題点がある．そのため，MEMS技術を用いて作製されるマイクロ流体デバイスの研究が近年盛hに行われている．マイクロ流体デバイスは必要なサンプルが微小量であるため希少な生体サンプルの測定が可能であることや，分析システムの小型化，ヒューマンエラーの低減などのメリットがある．また，MEMS技術による分析システムの小型化と基板上への集積化は，低価格化や無効体積の減少を可能にし，分析で生じる廃液量の低減や測定時間の短縮，システム全体の消費電力の低減にも繋がる．マイクロ流体デバイスを用いた粒子分離手法には，サイズによる分離，水力学的層流分離，非慣性力場を用いた分離がある．サイズによる分離手法では目詰まりが生じ，非慣性力場を用いた手法である音響泳動では変換器などの大きな装置が必要であるという問題点がある．そこで，水力学的層流分離の一つである決定論的横置換(DLD)が現在注目を集めている．本手法のメリットとして他のマイクロ流体デバイスより分離解像度が高く，電源も必要ないなどの点が挙げられる．本研究では，DLDを用いた粒子分離デバイスの設計，シミュレーション，作製デバイスによる粒子分離効率の検討を行った．