マイクロ流体りゅうたい力学りきがく

出典しゅってん: フリー百科ひゃっか事典じてん『ウィキペディア（Wikipedia）』

マイクロ流体りゅうたい力学りきがく (Microfluidics) は、工学こうがく、物理ぶつり学がく、化学かがく、生化学せいかがく、ナノテクノロジー、生物せいぶつ工学こうがくにまたがる学際がくさい的てきな分野ぶんやであり、小しょう体積たいせきの流体りゅうたいの多重たじゅう化か、自動じどう化か、高こうスループットスクリーニングなどの実用じつよう的てき応用おうようがある[1]。マイクロ流体りゅうたい力学りきがくは1980年代ねんだい初頭しょとうに出現しゅつげんし、インクジェットプリントヘッド、DNA チップ、ラボオンチップ技術ぎじゅつ、マイクロ推進すいしん技術ぎじゅつ、マイクロ熱ねつ工学こうがく技術ぎじゅつの開発かいはつに応用おうようされている。この分野ぶんやでは小ちいさな、典型てんけい的てきにはミリメートル以下いかのスケールに幾何きか的てきに拘束こうそくされた流体りゅうたいの振ふる舞まいや精密せいみつな制御せいぎょが取とり扱あつかわれる。典型てんけい的てきには、マイクロとは次つぎのような特徴とくちょうを意味いみする。

  • 小しょう体積たいせき (μみゅーL, nL, pL, fL)
  • 小しょうサイズ
  • 低ていエネルギー消費しょうひ
  • マイクロ領域りょういきの効果こうか

典型てんけい的てきには、流体りゅうたいは移動いどう、混合こんごう、分離ぶんり、その他たの処理しょりを受うける。数々かずかずの応おう用例ようれいで毛細管もうさいかん現象げんしょうのような受動じゅどう的てき流体りゅうたい制御せいぎょ技術ぎじゅつが使用しようされている。一部いちぶの応おう用例ようれいでは、外的がいてき駆動くどう手段しゅだんが媒体ばいたい輸送ゆそうを補助ほじょするために用もちいられている。例れいとして、ロータリードライブでは受動じゅどう的てきチップへの流体りゅうたい輸送ゆそうのために遠心えんしん力りょくを利用りようしている。能動のうどう的てきマイクロ流体りゅうたい力学りきがく (Active microfluidics) は、作動さどう流体りゅうたいのマイクロポンプ（英語えいご版ばん）やマイクロバルブなどの能動のうどう的てき（マイクロ）素子そしによる明示めいじ的てきな操作そうさを意味いみする。マイクロポンプは流体りゅうたいを連続れんぞく的てきに送おくるためや注入ちゅうにゅうに用もちいられる。マイクロバルブは流ながれの向むきやポンプ液体えきたいの動うごきのモードを指定していするために用もちいられる。しばしば、通常つうじょう研究けんきゅう室しつにおいて行おこなわれるような処理しょりを単一たんいつチップ上じょうで行おこなえるようミニチュア化かし、効率こうりつや携帯けいたい性せいを向上こうじょうしたり薬剤やくざい使用しよう量りょうを低減ていげんするために応用おうようされる。

流体りゅうたいのマイクロスケールにおける挙動きょどう[編集へんしゅう]

シリコンゴムおよびガラス製せいのマイクロ流体りゅうたいデバイス。上うえ: デバイスの写真しゃしん。下した: ~15 μみゅーm 幅はば蛇行だこうチャネルの 位相いそうコントラスト（英語えいご版ばん）顕微けんび像ぞう。

流体りゅうたいは、マイクロスケールにおいては「マクロ流体りゅうたい力学りきがく」的てき挙動きょどうとは異ことなる振舞ふるまいを占しめすことがある。これは、表面張力ひょうめんちょうりょく、エネルギー散逸さんいつ、流りゅう路ろ抵抗ていこうなどの比率ひりつが大おおきくなり、系けいを支配しはいしはじめることが原因げんいんである。マイクロ流体りゅうたい力学りきがくではこのような挙動きょどうの変化へんかを研究けんきゅうし、回避かいひ策さくや新あらたな応用おうよう法ほうを模索もさくする[2][3][4][5]。

小ちいさなスケール（チャネル径みちおよそ100ナノメートルから数すう百ひゃくマイクロメートル）では、いくつかの興味深きょうみぶかい、ときに直感ちょっかん的てきでない物性ぶっせいがあらわれる。特とくに、レイノルズ数すう（流体りゅうたいの運動うんどう量りょうによる影響えいきょうと粘ねば度たびによる影響えいきょうの比ひを現げんわす無む次元じげん数すう）が非常ひじょうに低ひくくなる。このことの重要じゅうような帰結きけつとして、流ながれが乱らん流りゅうではなく層そう流りゅうとなることから、隣接りんせつして流ながれる複数ふくすうの流体りゅうたいが互たがいに伝統でんとう的てきな意味いみでは混まじり合あわなくなることが挙あげられる。流体りゅうたい間あいだの分子ぶんし輸送ゆそうはしばしば拡散かくさんにのみ依存いぞんすることとなる[6]。

化学かがく的てきおよび物理ぶつり的てき物性ぶっせい（濃度のうど、pH、温度おんど、剪断応力おうりょくなど）を高度こうどに制御せいぎょできることから、より均質きんしつな反応はんのう条件じょうけんを達成たっせいすることができ、単たん段だんもしくは複数ふくすう段だん反応はんのうのよりハイグレードな生成せいせい物ぶつを得えることができる[7][8]。

主要しゅような応用おうよう分野ぶんや[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい構造こうぞうの中なかでもマイクロ空気圧くうきあつシステム、つまりチップ外がいの流体りゅうたいを取とり扱あつかうマイクロシステム（液体えきたいポンプ、ガスバルブなど）とチップ上じょうでナノリットルからピコリットルの体積たいせきの流体りゅうたいを扱あつかうマイクロ流体りゅうたい構造こうぞうの組くみ合あわせが開発かいはつされている[9]。現在げんざいまでに最もっとも商業しょうぎょう的てきに成功せいこうしたマイクロ流体りゅうたい力学りきがくの応おう用例ようれいはインクジェットプリンターである。マイクロ流体りゅうたい合成ごうせいや、量子りょうしドット・リポソーム[10]・金属きんぞくナノ粒子りゅうし[11][12]・その他たの産業さんぎょう的てきに関連かんれんする材料ざいりょう（例れい: ポリマー粒子りゅうし）[13]などに生理せいり活性かっせいを持もたせた製品せいひんに向むけた研究けんきゅうも進すすんでいる。加くわえて、マイクロ流体りゅうたい製造せいぞう技術ぎじゅつの進展しんてんにより低ていコストプラスチック製造せいぞうデバイス[14]や自動的じどうてき部品ぶひん品質ひんしつ検証けんしょう[15]が可能かのうとなってきている。

マイクロ流体りゅうたい技術ぎじゅつの進展しんてんにより、酵素こうそ解析かいせき（例れい: グルコースや乳酸にゅうさんアッセイ）、DNA解析かいせき（例れい: PCRや高こうスループットシークエンシング）、プロテオーム解析かいせきなどの分子生物学ぶんしせいぶつがく的てき操作そうさに革命かくめいがもたらされている。マイクロ流体りゅうたいバイオチップの基本きほん的てき構想こうそうは検出けんしゅつなどのアッセイ操作そうさとサンプル事前じぜん処理しょりやサンプル準備じゅんびを一ひとつのチップに統合とうごうするというものである[16][17]。

バイオチップの応用おうようは病理びょうり学がく分野ぶんや、特とくに病名びょうめいの臨床りんしょう現場げんば即時そくじ診断しんだんに拡ひろがりつつある。加くわえて、空気くうき・水みず試料しりょうから生化学せいかがく毒素どくそやその他た危険きけんな病原びょうげん体たいをリアルタイムで継続けいぞく的てきに検出けんしゅつできるマイクロ流体りゅうたい力学りきがくに基もとづくデバイスを常時じょうじ稼動かどう型がたバイオ警報けいほう機きとして用もちいることができる。

連続れんぞく流通りゅうつうマイクロ流体りゅうたい素子そし[編集へんしゅう]

これらの技術ぎじゅつは、微細びさい加工かこうされたチャネルに連続れんぞく流通りゅうつうする液体えきたいに基もとづいている。液体えきたいの流ながれは外部がいぶ圧力あつりょく源みなもとや外部がいぶポンプ、組くみ込こみのマイクロポンプ（英語えいご版ばん）や毛細管もうさいかん現象げんしょうと電気でんき運動うんどう機構きこうの組合くみあわせによって駆動くどうされる[18][19]。連続れんぞく流通りゅうつうマイクロ流体りゅうたい操作そうさはその実現じつげんの容易たやすさやタンパク質たんぱくしつ劣化れっか耐たい性せいのために主流しゅりゅうのアプローチとなっている。連続れんぞく流通りゅうつうデバイスは多おおくの確立かくりつされて単純たんじゅんな生化学せいかがく操作そうさや化学かがく物質ぶっしつの分離ぶんりなどの特定とくていの操作そうさには十分じゅうぶんな性能せいのうを提供ていきょうできるが、高度こうどの柔軟じゅうなん性せいが要求ようきゅうされる操作そうさなどにはあまり適てきしていない。これらの閉チャネル系けいは、流ながれ場じょうを支配しはいするパラメータが流ながれ路ろに沿そって変化へんかし、流りゅう路ろのあらゆる点てんにおける物性ぶっせいが系けい全体ぜんたいのパラメータに依存いぞんしてしまうため、本質ほんしつ的てきに統合とうごうやスケーリングが困難こんなんである。永久えいきゅう的てきに刻きざみこまれた微細びさい構造こうぞうは再さい構成こうせいを困難こんなんとし、またフォールトトレランスを低下ていかさせる。

ナノリットル領域りょういきの解像度かいぞうどを実現じつげんするMEMS技術ぎじゅつに基もとづいた高こう感度かんどマイクロ流体りゅうたいフローセンサにより、連続れんぞく流通りゅうつう系けいにおけるプロセスモニタリング機能きのうを実現じつげんすることができる。

液えき滴しずくベースのマイクロ流体りゅうたい力学りきがく[編集へんしゅう]

液えき滴しずくベースのマイクロ流体りゅうたい力学りきがくは、連続れんぞく流ながれではなく、レイノルズ数すうが低ひくく層そう流りゅう的てきで不連続ふれんぞくな非ひ混和こんわ相しょう中ちゅうの流体りゅうたいの操作そうさを取とり扱あつかう、マイクロ流体りゅうたい力学りきがくの下位かい分野ぶんやである。液えき滴しずくベースのマイクロ流体りゅうたい力学りきがく系けいへの興味きょうみは、過去かこ数すう十じゅう年ねんの間あいだに急激きゅうげきに拡大かくだいしている。マイクロ液えき滴しずくは微小びしょう体積たいせきの流体りゅうたいの簡便かんべんな取扱とりあつかいを可能かのうとし、より良よい混合こんごうを実現じつげんするためハイスループット実験じっけんに適てきしている[20]。液えき滴しずくベースマイクロ流体りゅうたい力学りきがくを利用りようして効率こうりつを上あげるためには、液えき滴しずく生成せいせい[21]、液えき滴しずく運動うんどう、液えき滴しずく融合ゆうごう、液えき滴しずく分裂ぶんれつ[22]に対たいする深ふかい理解りかいが必要ひつようとなる。

液えき滴しずくベースマイクロ流体りゅうたい力学りきがくにおける重要じゅうような進歩しんぽの一ひとつに、単一たんいつ細胞さいぼう向むけの液えき滴しずく保育ほいく器きの開発かいはつが上あげられる[20][23]。

毎秒まいびょう数すう千せんの液えき滴しずくを生成せいせいできるデバイスにより、ある時点じてんにおける特定とくていのマーカーの測定そくていだけでなく、タンパク質たんぱくしつ分泌ぶんぴつ、酵素こうそ活性かっせい、増殖ぞうしょくなどの動的どうてき挙動きょどうに基もとづいた細胞さいぼう群ぐんの分析ぶんせきが可能かのうとなった[24]。近年きんねん、単一たんいつ細胞さいぼう保育ほいく用ようの微視的びしてき液えき滴しずくの静的せいてき配列はいれつを表面ひょうめん活性かっせい剤ざいを使つかわずに生成せいせいする手法しゅほうが開発かいはつされた[25]。

デジタルマイクロ流体りゅうたい力学りきがく[編集へんしゅう]

上述じょうじゅつの閉チャネル連続れんぞく流ながれ以外いがいの新あらたな対象たいしょうとして、エレクトロウェッティングを用もちいて開放かいほうされた基板きばん上じょうで液えき滴しずく駆動くどうを行おこなう系けいが上あげられる。デジタルマイクロエレクトロニクスのアナロジーから、このアプローチはデジタルマイクロ流体りゅうたい力学りきがく（英語えいご版ばん）と呼よばれる。Le Pesant らは電気でんき毛管もうかん力りょくをもちいてデジタルトラック上じょうで液えき滴しずく駆動くどうを行おこなうという方式ほうしきを開発かいはつした[26]。Cytonix（英語えいご版ばん） が開発かいはつした「流体りゅうたいトランジスタ」[27]もこの分野ぶんやに寄与きよしている。その後ご、この技術ぎじゅつはデューク大学だいがくにより商用しょうよう化かされた。不連続ふれんぞくな単位たんい体積たいせきをもつ液えき滴しずくを用もちいることにより[21]、マイクロ流体りゅうたい力学りきがく的てき機能きのうは単位たんい流体りゅうたいを単位たんい長ながさだけ動うごかすという基本きほん操作そうさの繰くり返かえしに還元かんげんすることができる。この「デジタル化か」された手法しゅほうにより、階層かいそう的てきで細胞さいぼうベースのマイクロ流体りゅうたいバイオチップ設計せっけいが可能かのうとなる。この結果けっかとして、デジタルマイクロ流体りゅうたい力学りきがくは柔軟じゅうなんでスケーラブルなシステム構成こうせいだけでなく、高たかいフォールトトレランス性せいをも実現じつげんする。加くわえて、液えき滴しずくを独立どくりつに制御せいぎょすることが可能かのうなため、マイクロ流体りゅうたいアレイ上じょうの単位たんい胞群をバイオアッセイの実行じっこうと同時どうじ並行へいこうして機能きのう変更へんこうするといった動的どうてき再さい構成こうせいが可能かのうなシステムが実現じつげんできる。液えき滴しずくが閉とじられたマイクロ流体りゅうたいチャネル上じょうで操作そうさされている場合ばあいでも、液えき滴しずくの操作そうさが独立どくりつして行おこなわれない場合ばあい、「デジタルマイクロ流体りゅうたい力学りきがく」としては扱あつかわれない。デジタル流体りゅうたい力学りきがくにおいて一般いっぱん的てきな駆動くどう方式ほうしきとして、誘電ゆうでん体たい上じょうエレクトロウェッティング (EWOD) が挙あげられる。多数たすうのラボオンチップ応おう用例ようれいがエレクトロウェッティングを用もちいたデジタル流体りゅうたい力学りきがくのパラダイムに基もとづいて実証じっしょうされている。近年きんねんでは、表面ひょうめん弾性だんせい波は、オプトエレクトロウェッティング（英語えいご版ばん）、機械きかい的てき駆動くどうなどを応用おうようした液えき滴しずく駆動くどう手法しゅほうも実証じっしょうされてきている[28]。

DNAチップ（マイクロアレイ）[編集へんしゅう]

初期しょきのバイオチップは、ガラス・プスチック・シリコン基板きばん上じょうの顕微鏡けんびきょうスケールの配列はいれつにDNA片へん(プローブ)が付着ふちゃくする、DNAマイクロアレイ（例れい: Affymetrix（英語えいご版ばん） 製せいの GeneChip）のアイデアに基もとづいている。DNAマイクロアレイと同様どうように、チップ表面ひょうめん上じょうに様々さまざまな捕捉ほそく剤ざい(最もっとも多おおいのはモノクローナル抗体こうたい)を付着ふちゃくさせた、タンパク質たんぱくしつアレイ（英語えいご版ばん）も存在そんざいする。これによりたとえば血液けつえきなどの生化学せいかがく試料しりょう中ちゅうのタンパク質たんぱくしつを検出けんしゅつ、および検量けんりょうすることができる。DNA およびタンパク質たんぱくしつアレイの欠点けってんは、製造せいぞう後ごの再さい構成こうせい可能かのう性せいもスケーラビリティもないことである。デジタルマイクロ流体りゅうたい力学りきがくを応用おうようしたデジタルPCR（英語えいご版ばん）などが開発かいはつされている。

分子生物学ぶんしせいぶつがく[編集へんしゅう]

マイクロアレイに加くわえて、二に次元じげん電気でんき泳およげ動どう用よう[29]やトランスクリプトーム解析かいせき用よう[30]、PCR 増幅ぞうふく用よう[31]のバイオチップも設計せっけいされている。他ほかにも、タンパク質たんぱくしつやDNA用ようの様々さまざまな電気でんき泳およげ動どうや液体えきたいクロマトグラフィ、細胞さいぼう分離ぶんり(特とくに血球けっきゅう分離ぶんり)、タンパク質たんぱくしつ分析ぶんせき、細胞さいぼう操作そうさ、細胞さいぼう解析かいせき(生存せいぞん力りょく解析かいせき[20]など)、微生物びせいぶつ捕捉ほそく[17]などへの応おう用例ようれいが存在そんざいする。

進化しんか生物せいぶつ学がく[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい力学りきがくと景観けいかん生態せいたい学がくおよびナノ流体りゅうたい素子そしを組合くみあわせることにより、廊下ろうかで繋つながれたバクテリアの巣すを作つくることができる。バクテリアの増殖ぞうしょく機会きかいを時空じくう間あいだ的てきモザイク状じょうに配置はいちすることにより、これらを適応てきおう的てき景観けいかん（英語えいご版ばん）の物理ぶつり的てき実装じっそうとし用もちいることができる[32]。これらの流体りゅうたい景観けいかんの継つぎ接はぎ的てき性質せいしつを用もちいて、メタ個体こたい群ぐん系けいにおけるバクテリア細胞さいぼうの適応てきおうを研究けんきゅうすることができる。このような、合成ごうせい生態せいたい系けい内ないのバクテリア系けいの進化しんか環境かんきょうを用もちいることにより、進化しんか生物せいぶつ学がく上うえの問題もんだいに対たいして生物せいぶつ物理ぶつり学がく的てきに取とり組くむことが可能かのうとなる。

細胞さいぼう挙動きょどう[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい力学りきがくを応用おうようすれば、誘引ゆういん物質ぶっしつ勾配こうばいを詳細しょうさいに制御せいぎょすることができるため、運動うんどう性せい、化学かがく走はし性せい、抗生こうせい物質ぶっしつへの耐たい性せいの進化しんか・発達はったつを小規模しょうきぼな微生物びせいぶつ群ぐんで短期間たんきかんで研究けんきゅうすることが可能かのうとなる。対象たいしょうとなる微生物びせいぶつにはバクテリア[33]を始はじめ、生物せいぶつ海洋かいよう化学かがくの殆ほとんどを支配しはいするだけの幅広はばひろい海洋かいよう微生物びせいぶつ環たまき[34]が挙あげられる。

マイクロ流体りゅうたい力学りきがくは剛性ごうせい勾配こうばいをも作つくり出だすことができるので、走はし硬性こうせいの研究けんきゅうにも大おおきく寄与きよしている。

細胞さいぼう生物せいぶつ物理ぶつり[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい構造こうぞうにより個々ここのバクテリアの運動うんどうを整流せいりゅうすることで[35]、運動うんどう性せいのバクテリア群ぐんから機械きかい的てき運動うんどうを抽出ちゅうしゅつすることもできる[36]。この原理げんりを用もちいて、バクテリアを動力どうりょくとする回転かいてん体たいを構築こうちくすることができる[37][38]。

光学こうがく[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい力学りきがくと光学こうがくの組合くみあわせは光ひかり流体りゅうたい工学こうがくと呼よばれることが多おおい。光ひかり流体りゅうたい工学こうがくデバイスの例れいとして、調整ちょうせい可能かのうなマイクロレンズアレイ[39][40]や光ひかり流体りゅうたい顕微鏡けんびきょうなどが挙あげられる。

マイクロ流体りゅうたい流ながれにより、高速こうそくなサンプルスループット、大だい規模きぼサンプルの自動じどう画像がぞう化か、3D化か[41][42]、超ちょう解像度かいぞうどの達成たっせい[43]が可能かのうとなる。

音響おんきょう液えき滴しずく射出しゃしゅつ (ADE)[編集へんしゅう]

音響おんきょう液えき滴しずく射出しゃしゅつ（英語えいご版ばん）とは、超ちょう音波おんぱパルスを用もちいて小しょう体積たいせきの流体りゅうたい（典型てんけい的てきにはナノリットルからピコリットル程度ていど）を接触せっしょくすることなく駆動くどうする技術ぎじゅつである。音響おんきょうエネルギーを流体りゅうたいサンプルに集束しゅうそくすることにより、ピコリットル単位たんいの小しょう体積たいせき液えき滴しずくを射出しゃしゅつする。ADE技術ぎじゅつは非常ひじょうに穏おだやかなプロセスであり、タンパク質たんぱくしつや高分子こうぶんし量りょうDNA、生いきた細胞さいぼうなどを破壊はかいしたり殺ころしたりしてしまうことなく輸送ゆそうすることができる。この特徴とくちょうから、プロテオミクスや細胞さいぼうベースアッセイなどの様々さまざまな応用おうようが可能かのうとなる。

燃料ねんりょう電池でんち[編集へんしゅう]

燃料ねんりょうと酸化さんか剤ざいの反応はんのうを制御せいぎょするのに、従来じゅうらい型がたのような物理ぶつり的てき障壁しょうへきではなく層そう流りゅうを用もちいる、マイクロ流体りゅうたい燃料ねんりょう電池でんちが開発かいはつされている[44][45][46]。

細胞さいぼう生物せいぶつ学がく研究けんきゅう上じょうのツール[編集へんしゅう]

マイクロ流体りゅうたい技術ぎじゅつにより、細胞さいぼう生物せいぶつ学者がくしゃたちは細胞さいぼう環境かんきょうを完全かんぜんに制御せいぎょし、新あたらしい問といと新あたらしい発見はっけんをもたらす強力きょうりょくなツールを手てに入いれた[47]。下したに示しめすような、数すう多おおくの様々さまざまな微生物びせいぶつ学がく上じょうの進歩しんぽがこの技術ぎじゅつによりもたらされている。

  • 単一たんいつ細胞さいぼう研究けんきゅう[20]
  • マイクロ環境かんきょう制御せいぎょ：機械きかい的てき環境かんきょう[48]から化学かがく的てき環境かんきょう[49]まで
  • 正確せいかくな時間じかん的てき・空間くうかん的てき濃度のうど勾配こうばい[50]
  • 機械きかい的てき変形へんけい
  • 接着せっちゃく細胞さいぼう間あいだの接着せっちゃく力りょく測定そくてい
  • 細胞さいぼうとじこめ[51]
  • 制御せいぎょされた力ちからの印加いんか[51][52]
  • 高速こうそくかつ精密せいみつな温度おんど制御せいぎょ[53][54]
  • 電場でんじょう調整ちょうせい[51]
  • 細胞さいぼう養殖ようしょく[20]
  • チップ上じょう農場のうじょうおよび植物しょくぶつ組織そしきの養殖ようしょく[55]
  • 抗生こうせい物質ぶっしつ耐たい性せい：マイクロ流体りゅうたいデバイスにより微生物びせいぶつを異質いしつな環境かんきょうに置おくことができる。異質いしつな環境かんきょうでは微生物びせいぶつが進化しんかしやすくなる。これにより微生物びせいぶつの進化しんかを加速かそくし抗生こうせい物質ぶっしつ耐たい性せいの発達はったつを調しらべるのが容易よういになる。

将来しょうらい的てき方向ほうこう性せい[編集へんしゅう]

  • オンチップ特性とくせい分析ぶんせき[56]
  • 教室きょうしつにおけるマイクロ流体りゅうたいデバイス：オンチップ酸さん塩基えんき滴しずく定じょう[57]

関連かんれん項目こうもく[編集へんしゅう]

出典しゅってん[編集へんしゅう]

  1. ^ Volpatti, L. R.; Yetisen, A. K. (Jul 2014). “Commercialization of microfluidic devices”. Trends in Biotechnology 32 (7): 347–350. doi:10.1016/j.tibtech.2014.04.010. 
  2. ^ Terry, S. C.; Jerman, J. H.; Angell, J. B. (Dec 1979). “A gas chromatographic air analyzer fabricated on a silicon wafer”. IEEE Transactions on Electron Devices 26 (12): 1880–1886. doi:10.1109/T-ED.1979.19791. ISSN 0018-9383. 
  3. ^ Kirby, B.J. (2010). Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics: Transport in Microfluidic Devices. Cambridge University Press. http://www.kirbyresearch.com/textbook 
  4. ^ Karniadakis, G.M., Beskok, A., Aluru, N. (2005). Microflows and Nanoflows. Springer Verlag 
  5. ^ Bruus, H. (2007). Theoretical Microfluidics. Oxford University Press 
  6. ^ Tabeling, P. (2005). Introduction to Microfluidics. Oxford University Press 
  7. ^ V. Chokkalingam, B. Weidenhof, M. Kraemer, W. F. Maier, S. Herminghaus, and R. Seemann,"Optimized droplet-based microfluidics scheme for sol–gel reactions" Lab Chip, 2010, doi:10.1039/b926976b.
  8. ^ J Shestopalov, J. D. Tice and R. F. Ismagilov,"Multi-step synthesis of nanoparticles performed on millisecond time scale in a microfluidic droplet-based system" Lab Chip, 2004, 4, 316 - 321, doi:10.1039/b403378g.
  9. ^ Nguyen, N.T., Wereley, S. (2006). Fundamentals and Applications of Microfluidics. en:Artech House 
  10. ^ Carugo, Dario; Bottaro, Elisabetta; Owen, Joshua; Stride, Eleanor; Nastruzzi, Claudio (19 May 2016). “Liposome production by microfluidics: potential and limiting factors”. Scientific Reports 6: 25876–25876. https://doi.org/10.1038/srep25876. 
  11. ^ S. Hu, S. Zeng, B. Zhang, C. Yang, P. Song, D.J.H. Tng, G. Lin, Y. Wang, T. Anderson, P. Coquet, L. Liu, X. Zhang, and K.-T. Yong "Preparation of biofunctionalized quantum dots using microfluidic chips for bioimaging" Analyst, 2014, 1-21, doi:10.1039/c4an00773e.
  12. ^ Andrew (2006). “Control and detection of chemical reactions in microfluidic systems”. Nature 442 (7101): 394–402. Bibcode: 2006Natur.442..394D. doi:10.1038/nature05062. http://www.nature.com/nature/journal/v442/n7101/full/nature05062.html. 
  13. ^ Wei Li, Jesse Greener, Dan Voicu and Eugenia Kumacheva "Multiple modular microfluidic (M3) reactors for the synthesis of polymer particles" Lab Chip, 2009, 9, 2715 - 2721, doi:10.1039/b906626h.
  14. ^ Ryan S. Pawell, David W. Inglis, Tracie J. Barber, and Robert A. Taylor, Manufacturing and wetting low-cost microfluidic cell separation devices, Biomicrofluidics 7, 056501 (2013); doi:10.1063/1.4821315
  15. ^ Pawell, Ryan S.; Taylor, Robert A.; Morris, Kevin V.; Barber, Tracie J. (2015). “Automating microfluidic part verification”. Microfluidics and Nanofluidics 18 (4): 657–665. doi:10.1007/s10404-014-1464-1. ISSN 1613-4990. https://doi.org/10.1007/s10404-014-1464-1. 
  16. ^ Herold, KE; Rasooly, A (editor) (2009). Lab-on-a-Chip Technology: Fabrication and Microfluidics. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-46-2 
  17. ^ a b Herold, KE; Rasooly, A (editor) (2009). Lab-on-a-Chip Technology: Biomolecular Separation and Analysis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9 
  18. ^ Chang, H.C., Yeo, Leslie (2009). Electrokinetically Driven Microfluidics and Nanofluidics. Cambridge University Press 
  19. ^ fluid transistor アーカイブ 2011年ねん7月がつ8日にち - ウェイバックマシン
  20. ^ a b c d e Venkat Chokkalingam, Jurjen Tel, Florian Wimmers, Xin Liu, Sergey Semenov, Julian Thiele, Carl G. Figdor, Wilhelm T.S. Huck, Probing cellular heterogeneity in cytokine-secreting immune cells using droplet-based microfluidics, Lab on a Chip, 13, 4740-4744, 2013, DOI: 10.1039/C3LC50945A, http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/lc/c3lc50945a#!divAbstract
  21. ^ a b Chokkalingam, Venkatachalam; Herminghaus, Stephan; Seemann, Ralf (2008). “Self-synchronizing pairwise production of monodisperse droplets by microfluidic step emulsification”. Applied Physics Letters 93 (25). doi:10.1063/1.3050461. http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/93/25/10.1063/1.3050461. 
  22. ^ Samie, Milad; Salari, Shafii (May 2013). “Breakup of microdroplets in asymmetric T junctions”. Physical Review E 87 (05). Bibcode: 2013PhRvE..87e3003S. doi:10.1103/PhysRevE.87.053003. http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.87.053003. 
  23. ^ Joensson, Haakan; Andersson Svahn, Helene (May 2012). “Droplet Microfluidics—A Tool for Single-Cell Analysis”. Angewandte Reviews 51 (1). doi:10.1002/anie.201200460. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201200460/abstract. 
  24. ^ Teh, Shia-Yen; Lin, Robert; Hung, Lung-Hsin; Lee, Abraham P. (2008). “Droplet microfluidics”. Lab on a Chip 8 (2): 198–220. doi:10.1039/B715524G. https://doi.org/10.1039/B715524G. 
  25. ^ Shemesh, J.; Ben arye, T.; Avesar, J.; Kang, J. H.; Fine, A.; Super, M.; Meller, A.; Ingber, D. E. et al. (Aug 2014). “Stationary nanoliter droplet array with a substrate of choice for single adherent/nonadherent cell incubation and analysis”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111 (31): 11293–11298. 
  26. ^ Le Pesant et al., Electrodes for a device operating by electrically controlled fluid displacement, U.S. Pat. No. 4,569,575, Feb. 11, 1986.
  27. ^ NSF Award Search: Advanced Search Results
  28. ^ Shemesh, Jonathan; Bransky, Avishay; Khoury, Maria; Levenberg, Shulamit (2010). “Advanced microfluidic droplet manipulation based on piezoelectric actuation”. Biomedical Microdevices 12 (5): 907–914. doi:10.1007/s10544-010-9445-y. ISSN 1572-8781. https://doi.org/10.1007/s10544-010-9445-y. 
  29. ^ Fan (2009). “Two-Dimensional Electrophoresis in a Chip”. Lab-on-a-Chip Technology: Biomolecular Separation and Analysis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9 
  30. ^ Bontoux (2009). “Elaborating Lab-on-a-Chips for Single-cell Transcriptome Analysis”. Lab-on-a-Chip Technology: Biomolecular Separation and Analysis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9 
  31. ^ Cady, NC (2009). “Microchip-based PCR Amplification Systems”. Lab-on-a-Chip Technology: Biomolecular Separation and Analysis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9 
  32. ^ Keymer J.E.; P. Galajda; C. Muldoon R.; R. Austin (November 2006). “Bacterial metapopulations in nanofabricated landscapes”. PNAS 103 (46): 17290–295. Bibcode: 2006PNAS..10317290K. doi:10.1073/pnas.0607971103. PMC 1635019. PMID 17090676. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1635019/. 
  33. ^ Ahmed, T.; Shimizu, T.S.; Stocker, R. (2010). “Microfluidics for bacterial chemotaxis”. Integrative Biology 2: 604–629. doi:10.1039/C0IB00049C. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2010/ib/c0ib00049c. 
  34. ^ Seymour, J.R.; Simo', R.; Ahmed, T.; Stocker, R. (2010). “Chemoattraction to dimethylsulfoniopropionate throughout the marine microbial food web”. Science 329 (5989): 342–345. Bibcode: 2010Sci...329..342S. doi:10.1126/science.1188418. http://www.sciencemag.org/content/329/5989/342.abstract?sid=b60ccea5-d8be-412f-a9c9-fcd5cdd77ea9. 
  35. ^ Galajda P; J.E. Keymer; P Chaikin; R. Austin (December 2007). “A Wall of Funnels Concentrates Swimming Bacteria”. Journal of Bacteriology 189 (23): 8704–8707. doi:10.1128/JB.01033-07. 
  36. ^ Angelani L.; R. Di Leonardo; G. Ruocco (2009). “Self-Starting Micromotors in a Bacterial Bath”. Phys. Rev. Lett. 102: 048104. arXiv:0812.2375. Bibcode: 2009PhRvL.102d8104A. doi:10.1103/PhysRevLett.102.048104. 
  37. ^ Di Leonardo, R.; Angelani, L.; Ruocco, G.; Iebba, V.; Conte, M.P.; Schippa, S.; De Angelis, F.; Mecarini, F. et al. (2010). “A bacterial ratchet motor”. PNAS 107 (21): 9541–9545. arXiv:0910.2899. Bibcode: 2010PNAS..107.9541D. doi:10.1073/pnas.0910426107. 
  38. ^ Sokolova A.; M.M. Apodacac; B.A. Grzybowskic; I.S. Aransona (December 2009). “Swimming bacteria power microscopic gears”. PNAS 107 (3): 969–974. Bibcode: 2010PNAS..107..969S. doi:10.1073/pnas.0913015107. 
  39. ^ Liquid micro-lens array activated by selective electrowetting on lithium niobate substrates S. Grilli, L. Miccio, V. Vespini, A. Finizio, S. De Nicola, and P. Ferraro Optics Express 16, 8084-8093 (2008). doi:10.1364/OE.16.008084
  40. ^ Ferraro, Pietro; Miccio, Lisa; Grilli, Simonetta; Finizio, Andrea; Nicola, Sergio De; Vespini, Veronica (Dec 2008). “Manipulating Thin Liquid Films forTunable Microlens Arrays”. Opt. Photon. News 19 (12): 34–34. doi:10.1364/OPN.19.12.000034. http://www.osa-opn.org/abstract.cfm?URI=opn-19-12-34. 
  41. ^ Pegard, Nicolas C.; Toth, Marton L.; Driscoll, Monica; Fleischer, Jason W. (2014). “Flow-scanning optical tomography”. Lab Chip 14 (23): 4447–4450. doi:10.1039/C4LC00701H. https://doi.org/10.1039/C4LC00701H. 
  42. ^ Pégard, Nicolas C.; Fleischer, Jason (2012). "3D microfluidic microscopy using a tilted channel". Biomedical Optics and 3-D Imaging. Biomedical Optics and 3-D Imaging. Optical Society of America. p. BM4B.4. doi:10.1364/BIOMED.2012.BM4B.4。
  43. ^ Lu, Chien-Hung; Pégard, Nicolas C.; Fleischer, Jason W. (2013). “Flow-based structured illumination”. Applied Physics Letters 102 (16). doi:10.1063/1.4802091. http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/102/16/10.1063/1.4802091. 
  44. ^ Water Management in PEM Fuel Cells[リンク切きれ] アーカイブ 2008年ねん6月がつ28日にち - ウェイバックマシン[リンク切きれ]
  45. ^ Building a Better Fuel Cell Using Microfluidics
  46. ^ Fuel Cell Initiative at MnIT Microfluidics Laboratory Archived 2008年ねん3月がつ5日にち, at the Wayback Machine.
  47. ^ 例れいは次つぎのチームの発表はっぴょう論文ろんぶんの一覧いちらんを参照さんしょう。"[1]"
  48. ^ Amir Manbachi, Shamit Shrivastava, Margherita Cioffi, Bong Geun Chung, Matteo Moretti, Utkan Demirci, Marjo Yliperttula and Ali Khademhosseini (2008). “Microcirculation within grooved substrates regulates cell positioning and cell docking inside microfluidic channels”. Lab Chip 8 (5): 747–754. doi:10.1039/B718212K. PMC 2668874. PMID 18432345. http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2008/LC/b718212k. 
  49. ^ Marjo Yliperttulaa, Bong Geun Chunga, Akshay Navaladia, Amir Manbachi, Arto Urtt (October 2008). “High-throughput screening of cell responses to biomaterials”. European Journal of Pharmaceutical Sciences 35 (3): 151–160. doi:10.1016/j.ejps.2008.04.012. PMID 18586092. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928098708002558. 
  50. ^ “A gradient-generating microfluidic device for cell biology.”. J Vis Exp. 7 (7): 271. (2007). doi:10.3791/271. PMC 2565846. PMID 18989442. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2565846/. 
  51. ^ a b c Choi, J.W., Rosset, S., Niklaus, M., Adleman, J.R., Shea, H., Psaltis, D. "3-dimensional electrode patterning within a microfluidic channel using a metal ion implantation", Lab on a Chip 10, 738-788, 2010. doi:10.1039/B917719A
  52. ^ Velve-casquillas, Guilhem; Berre, Maël Le; Piel, Matthieu; Tran, Phong T. (2010). “Microfluidic tools for cell biological research”. Nano Today 5 (1): 28–47. doi:10.1016/j.nantod.2009.12.001. ISSN 1748-0132. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013209001340. 
  53. ^ Velve casquillas, Guilhem; Fu, Chuanhai; Le berre, Mael; Cramer, Jeremy; Meance, Sebastien; Plecis, Adrien; Baigl, Damien; Greffet, Jean-Jacques et al. (2011). “Fast microfluidic temperature control for high resolution live cell imaging”. Lab Chip 11 (3): 484–489. doi:10.1039/C0LC00222D. https://doi.org/10.1039/C0LC00222D. 
  54. ^ "CherryTemp temperature control system on chip"
  55. ^ AK Yetisen, L Jiang, J R Cooper, Y Qin, R Palanivelu and Y Zohar (May 2011). “A microsystem-based assay for studying pollen tube guidance in plant reproduction.”. J. Micromech. Microeng. 25. http://iopscience.iop.org/0960-1317/21/5/054018. 
  56. ^ Jesse Greener*, Ethan Tumarkin*, Michael Debono, Chi-Hang Kwan, Milad Abolhasani, Axel Guenther and Eugenia Kumacheva "Development and applications of a microfluidic reactor with multiple analytical probes" Analyst, 2012, 137, 444-450, doi:10.1039/C1AN15940B.
  57. ^ Jesse Greener, Ethan Tumarkin, Michael Debono, Eugenia Kumacheva "Education: a microfluidic platform for university-level analytical chemistry laboratories" Lab Chip, 2012, 12, 696-701, doi:10.1039/C2LC20951A.

関連かんれん文献ぶんけん[編集へんしゅう]

レビュー論文ろんぶん[編集へんしゅう]

書籍しょせき[編集へんしゅう]

  • Bruus, Henrik (2008). Theoretical Microfluidics. Oxford University Press. ISBN 978-0199235094 
  • Herold, KE; Rasooly, A (editor) (2009). Lab-on-a-Chip Technology: Fabrication and Microfluidics. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-46-2 
  • Ryan kelly, ed (2012). Advances in Microfluidics. ISBN 978-953-510-106-2. OCLC 801060875 
  • Tabeling, P (2006). Introduction to Microfluidics. Oxford University Press. ISBN 0-19-856864-9 
  • Jenkins, G; Mansfield, CD (editors) (2012). Microfluidic Diagnostics. Humana Press. ISBN 978-1-62703-133-2 
  • Li, Xiujun (James); Zhou, Yu (editors) (2013). Microfluidic devices for biomedical applications. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-85709-697-5 
「https://ja.wikipedia.org/w/index.php?title=マイクロ流体りゅうたい力学りきがく&oldid=98212570」から取得しゅとく