IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/08

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    福山真央 Mao FUKUYAMA
    講師 Lecturer
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    マテリアル・計測ハイブリッド研究センター ナノ・マイクロ計測化学研究分野
    Materials-Measurement Hybrid Research Center, Nano/Micro Chemical Measurements
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    マイクロ流体
    マイクロ分析化学
    界面化学
    Droplet microfluidics
    Lab on a chip
    Interface chemistry
研究テーマ
Research Subject
マイクロメートルサイズの界面を利用した微量分析化学操作の開発
Interface chemistry in micrometer scale for the miniaturization of analytical systems

研究の背景 Background

近年、生物学等の学術分野や、製薬、臨床検査などの産業分野では、多数(> 1万個)の微少量の生体試料を短時間で測定する技術が求められています。その解決法の一つとして、数センチメートル角の基板(マイクロ化学チップ)上にマイクロメートルサイズの流体チャネルを作製し、その中で生成した1 – 100マイクロメートルサイズの単分散な水滴(マイクロ水滴)を反応場として分析操作に利用する研究が多く報告されています。

High throughput assays of small volume samples have been required in various research and industrial fields such as biology, pharmacy and diagnostics. Recently, micrometer-sized water-in-oil droplets (microdroplets) formed in microfluidics has been paid much attention as a picolitter-sized chemical container and number of application to the high throughput assays, such as single cell analysis, single molecule detection and protein characterization have been reported.

研究の目標 Outcome

マイクロメートルサイズの界面現象を理解・応用し、マイクロ水滴を利用した新たな微量分析操作の開発を目指しています。これまでに、マイクロ水滴界面の自発的な乳化現象によるマイクロ水滴内包物の選択的濃縮挙動を見出し、この現象を利用した微量タンパク質の定量や結晶化について報告してきました。今後、1細胞解析などの生化学分析や、均一核生成などの微小な化学現象の解析へと応用していきます。

The objectives of the research are to acquire understandings of interfacial phenomena of microdroplets and to development of new microanalytical methods using microdroplets. Recently, we reported protein quantification and protein crystallization in microdroplets by using spontaneous emulsification at the interface of microdroplets. These methods will be applied to single cell analysis and investigation of small chemical phenomena such as crystal nucleation.

研究図Research Figure

Fig.1. (A) Microdroplet formation in a microfluidic device. (B) Microanalytical system by using microdroplets (Droplet microfluidics). Fig.2. Selective condensation of microdroplet contents by using spontaneous emulsification and its application to protein quantification. Fig.3. Protein crystallization in microdroplets.

文献 / Publications

“自然乳化を利用したマイクロ水滴内包物の選択的濃縮法”, 福山真央,火原彰秀, 分析化学, 65 (2), 57 (2016).

Anal. Chem. 87, 3562 (2015). Anal. Methods 7, 7128 (2015). Anal. Chem. in press (2017, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b02062).

研究者HP