나고야 대학교 (Hirano Shinichi 회장)의 연구 그룹 인 Fukuda Toshio 교수 (이하 "나고야 대학교 (Nagoya University)"공학 대학원 대학원 (Onogi Katsuaki 회장) (이하 Onogi Katsuaki 회장) (이하 "Nagoya University") (Inoune of Engineering of Engineering) (Inoue Akisa)의 연구 그룹으로 언급된다) (이하 Akisa) (Akisa) (Akihisa) (이하 Akisa) (이하 Akisa) (이하 Akisa)로 언급된다 "Tohoku University"), a research group at the Graduate School of Engineering (President Uchida Tatsuo), a biorobotics major, and Professor Arai Fumito, a research group at the Interfacial Nanoarchitectonics Research Center, a joint venture with the Interfacial Nanoarchitectonics Research Center, Shimizu Toshimi, a research team at the Interfacial Nanostructure Organizing Research Center, and a research 고 축 비율 에볼루션 바카라 구조 조직 연구 센터 팀,유기농 에볼루션 바카라 튜브를 사용하는 펨토 삼위 일체 (이하 "ont"라고 불리는 사람) Nanoflow 채널 (Femto는 천 조인, 10-15) 다음 솔루션 방출이 가능하다고 생각됩니다Nanopipette(이하 "에볼루션 바카라 피펫 (nanopipette)"이라고 불렀다
ONT 에볼루션 바카라 피펫은 단일 유기 에볼루션 바카라 튜브 (내 직경 50 nm, 외경 400 nm, 길이 약 10 µm)로 구성되어 있습니다Microglass Pipette(팁 내부 직경 18 µm = 1,800 nm)Micranmanipulation TechnologyUV 경화 수지로 채워졌습니다 (그림 1) 이 피펫은 방출에 적용된 전압을 변경하여 방출량을 제어 할 수 있습니다 앞으로, 초 트리 유용한 물질을 단일 세포 (약 1,000 개의 여성)에 주입하는 것과 같은 의료 응용 분야 또는 초고 나무 성분을 흡인하여 단일 세포 분석에 사용할 수 있습니다
이 연구 결과는 8 월 2 일부터 5 일까지 홍콩에서 개최 될 미국 전기 및 전자 장치 협회가 후원합니다에볼루션 바카라 기술에 관한 제 7 회 IEEE 국제 회의(IEEE-NANO 2007)에서 발표 될 예정입니다
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그림 1 (a) 광학 현미경 사진 및 (b) 제조 된 ONT 에볼루션 바카라 피펫의 구조 이미지
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생체 분자의 분리 및 분석에 사용되는 중공 실린더 용기의 크기는 역사적으로 역사적으로 크기가 크기가 크기가 크기가 크기가 크기가 크기가 크기가 크기가 줄어들었고, 여러 CM의 내부 직경을 갖는 컬럼 크로마토 그래피의 유리 컬럼에서 스테인리스 스틸 컬럼에서 스테인리스 스틸 컬럼까지의 유리 크로마토 그래피에서 여러 MM의 내 직경을 갖는 고성능 액체 크로마토 그래피 및 유리 모세관 및 100 1의 마이크로 칩 장치를 갖는 100 개의 a 미세 chip 기기를 갖는 크기가 크기가 크기가 감소했습니다 1 백만 미터) (그림 2) 이 중공 실린더 유사 마이크로 스페이스에 갇힌 분자의 수는 매우 작으며 이제 108~ 1010분자를 분석 할 수 있습니다 1061 분자 미만을 분석하거나 처리하려면 내부 직경이 작은 중공 실린더 컨테이너를 만드는 것이 필수적입니다 그러나 기존의 마이크로 머시 닝 기술에 따르면 최소 가공 치수는 수십 수의 NM이며 분석 장치는 내부 직경이 1 µm 미만인 중공 실린더 구조의 직접적인 마이크로 마이크로가 제한되어 있으며 돌파구로서 작용하는 혁신적인 방법을 설정해야합니다
현재 유리 피펫의 끝을 최소 수십 수의 NM으로 처리 할 수는 있지만 가공 정확도와 피펫 작동성 (팁 포지셔닝) 측면에서 주요 문제에 직면 해 있습니다 또한, 에볼루션 바카라 피펫의 예는 (1) 자기 탄소 에볼루션 바카라 튜브를 자기력을 사용하여 마이크로 글라스 피펫의 끝, (2) 집중된 이온 빔으로 표면 여기 피펫의 팁에 퇴적하여, 붕소 유리 튜브를 연쇄함으로써 마이크로 글라스 피펫의 노즐을 증착함으로써 (1) 지금까지 (1) 지금까지 제조되었다 그러나 (1) 많은 수의 배출 구멍을 생성 할 가능성이 있으며 모세관 작용으로 인한 흡입이 입증되었지만, 해결책이 방출되지 않았으며, (2) (2) 오랫동안 제작되고 정교한 시스템이 필요하다는 사실에 대한 단점이있다
이러한 단점을 해결하는 방법은 특수 장치를 사용하지 않고 우수한 형상 제어, 작동성 및 매우 기운 한 솔루션 방출 특성으로 에볼루션 바카라 피펫을 쉽게 제작하기를 원합니다 따라서, 우리는 분자 자체 조립 기술을 사용하여 미세 구조로 제조 된 내 직경이 100 nm 미만인 중공 실린더-유사 구조 (유기 에볼루션 바카라 튜브)를 통합하고 보호하는 기술을 개발하기 위해 노력해 왔습니다
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| 그림 2 : 분리 분석을위한 중공 실린더 컨테이너의 소형화 트렌드 |
AIST의 인터페이스 인터페이스 에볼루션 바카라 아키텍처 연구 센터 (Nanoarchitectonics Research Center)는 자체 조립 기술 (상향식 방법)을 사용하여 제조 된 유기 에볼루션 바카라 튜브 및 에볼루션 바카라 입자를 마이크로 칩 및 마이크로 카피 어리를 사용하여 마이크로 머시 닝 기술 (하향식 방법)을 사용하여 제조 된 미세 캡틴 및 기타 방법을 사용하여 몇 가지 Nanometter의 크기 재판매를 사용하여 제조하는 기술을 확립하는 것을 목표로했다 한편, Nagoya University와 Tohoku University는 광학 핀셋을 사용하여 Laser 조작 및 초저 마이크로 물체의 3D 6 개 자유도 제어를 사용하여 단일 세포 조작 방법을 개발했습니다
이번에는 AIST가 개발 한 자체 조립 기술을 통해 얻은 자체 조립 기술과 3 차원 조작 기술을 통해 얻은 유기 에볼루션 바카라 튜브 구조를 결합하여 에볼루션 바카라 피펫을 제조하는 것을 목표로했으며, 나고야 대학교와 도호쿠 대학교에서 개발 된 미세 조작기를위한 단계는 입체 국경에 걸쳐 장착됩니다
이 연구에서 Nagoya University와 Tohoku University가 개발 한 3D 조작 기술은 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 과학 연구 보조금에 의해 부여되었습니다 AIST는 또한 지난 10 년 동안 에볼루션 바카라 튜브 형성을위한 양친 매성 분자의 설계, 합성 및 자기 조립을 연구하고 개발해 왔으며,이 연구는 일본 과학 기술 기관 (SORST) 프로젝트, 2005-2008)의 일환으로 수행되었습니다
오늘 우리가 개발 한 ONT 에볼루션 바카라 피펫은 미세 조작 기술을 사용하여 마이크로 로글 라스 피펫 (내 직경 18 µm)의 팁에 부착 된 비 번들 유기 에볼루션 바카라 튜브 (내부 직경 50 nm, 외경 400 nm, 길이 약 10 µm)이며, 유기농 에볼루션 바카라 튜브 사이의 갭 및 마이크로 gap 사이의 갭을 충전하고 있습니다 수지 및 유기 에볼루션 바카라 튜브를 에볼루션 바카라 플로어 채널로 사용합니다 (그림 3) 이 에볼루션 바카라 피펫은 (1) 일반 마이크로 글라스 피펫과 같은 방식으로 작동 및 관찰을 허용하는 장점을 가지고 있으며, (2) 마이크로 글라스 피펫 자체의 위치는 에볼루션 바카라 피펫의 팁 위치이며, 초점을 맞추기 쉽고, (3) 마이크로 글래스 피펫의 마이크로 스케일 팁 직경과 유기농 에볼루션 바카라의 에볼루션 바카라 세제 출구는 양적이며, 세상적으로, (4) 진동과 같은 문제의 가능성은 동시에 감소되며, 이는 이전 연구의 문제를 해결했습니다 유기 에볼루션 바카라 튜브는 균일 한 팁 직경을 가지기 때문에 에볼루션 바카라 피펫 구조도 우수합니다
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| 그림 3 ONT 에볼루션 바카라 피펫의 개념적 다이어그램 |
이 기술의 또 다른 특징은 매우 일반적인 미세 척하는 단계와 광학 현미경을 사용하는 마이크로 매니니터링 자일 뿐이며 비싸고 큰 특수 장비가 필요하지 않다는 것입니다
전체 제조 공정은 광학 현미경으로 관찰하면서 미세 조작 기술을 사용하여 수행됩니다 (그림 4) 이 과정은 유기 에볼루션 바카라 튜브의 픽업 단계와 밀봉 단계의 두 단계로 크게 나눌 수 있습니다 픽업 프로세스는 마이크로 글라스 피펫의 내벽에 유기 에볼루션 바카라 튜브를 선택하는 기술이며 (도 4 (1)), 밀봉 과정은 자외선 치료 가능한 수지를 사용하여 유기 에볼루션 바카라 튜브를 고정하고 이들과 마이크로 게 글래스 피펫 사이의 갭을 밀봉하는 기술이다 (그림 4 (2))
| (1) 픽업 프로세스 |
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| (2) 밀봉 프로세스 |
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| 그림 4 ONT 에볼루션 바카라 피펫 준비를위한 개략도 |
실제로 준비된 에볼루션 바카라 피펫의 광학 현미경 사진은도 1 (a)에 도시되어 있으며, 따라서 마이크로 스케일 팁 직경 (18 μm)과 에볼루션 바카라 스케일 출구 (50 nm)를 결합한 에볼루션 바카라 피펫이 생성되었다 또한, 에볼루션 바카라 피펫으로서의 유용성을 확인하기 위해, 형광 물질 로다 민 6G를 함유하는 형광 용액을 수행 하였다 용액을 전기 이동력에 의해 배출하고 역전 된 광학 현미경의 어두운 필드 형광 이미지를 사용하여 관찰되었다 (도 5) 300V 이상의 전압에서 방출을 확인할 수 있으며 전압의 증가에 따라 배출량이 점차 증가합니다 또한, 기존의 마이크로 글라스 피펫 (도 5 (1))의 형광 용액의 양에는 큰 차이가있다 (도 5 (1)) 및 약 1 μm의 내 직경을 갖는 ONT 에볼루션 바카라 피펫 (도 5 (2)) 이러한 결과로부터, ONT 에볼루션 바카라 피펫으로부터의 방출량은 전압으로 제어 될 수 있으며, 500 nm의 직경을 갖는 시판되는 마이크로 글라스 피펫에 비해 1/10 내지 10,000의 ejection의 양에 해당하는 초 트리 (최대 1 개의 펨 트리톨) 용액을 스프레이 할 수 있다고 믿어진다 예비 실험으로서, 유사한 용액 배출 실험은 유기 에볼루션 바카라 튜브를 사용하지 않고 마이크로 글래스 피펫의 끝에 자외선 치료 수지로 채워진 피펫을 사용하여 수행되었으며, 결과적으로 형광 용액의 분화는 관찰되지 않았다
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| 그림 5 (1) 내부 직경이 약 1 μm, (2) (b) ~ (g)를 갖는 마이크로 글라스 피펫으로부터 (g)는 ONT 에볼루션 바카라 피펫에서 형광 용액의 배출 거동이 다릅니다 (적용된 전압을 526 V로 변경) (세포의 마이크로 세포의 어두운 전계 이미지) |
ONT 에볼루션 바카라 피펫을 광학 현미경 하에서 미세 조작 시스템에 통합함으로써, 우리는 단일 세포 (약 1,000 개의 여성) 및 1 펨 트리트르의 유용한 물질의 유용한 물질을 주입하는 것과 같은 국소 환경 제어를위한 도구로 생물학 분야에 적용하는 것을 고려하고있다 이러한 이유로, 중요한 원소 기술에는 다양한 내부 직경 및 에볼루션 바카라 피펫 팁 재료로서 제어 된 내 직경 크기를 갖는 유기 에볼루션 바카라 튜브의 합성 방법, 주입 용액을위한 조건, 배출 된 솔루션의 확산을 제어하는 전기 동적 힘을 발달시키는 전극 패턴을 개발하는 것이 포함 된 것으로 간주된다 또한 상향식 방법 (자체 조립 기술)과 하향식 방법 (마이크로 제조 기술) 사이에 융합 기술을 구축하기 위해 미세 구조 및 위의 에볼루션 바카라 구조와 같은 에볼루션 바카라 구조를 구성하는 방법을 통해 에볼루션 바카라 바이오 틱 기술에 기여하는 연구 및 개발을 계속 수행 할 것입니다