【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1287
利用課題名 / Title
マイクロ流体デバイスを応用した先端計測技術の開発
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）-
キーワード / Keywords
マイクロ流体デバイス,ITO電極,成形/Molding,リソグラフィ/Lithography,3D積層技術/ 3D lamination technology
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)
平井 義和
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
合田晴紀,犀川啓太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators 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-111：ウエハスピン洗浄装置
KT-107：厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置
KT-104：高速マスクレス露光装置
KT-110：レジスト現像装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、創薬スクリーニング分野において、微細加工技術を応用してマイクロ流体デバイス内でヒト由来細胞を培養し、ヒトの臓器機能や生理反応を模倣するOrgan on a Chipが注目されている。薬物動態試験において薬物の透過性を評価するために、細胞単層のバリア機能を非侵襲、無標識かつリアルタイムに測定可能な経上皮電気抵抗(TEER: Trans-epithelial electrical resistance)計測があるが、従来の組織チップにおけるTEER計測は、電極レイアウトに依存したチップ内の感度分布が不均一のため計測誤差が生じていた。そのため本研究では、TEER計測の電極設計法の開発を進めている。その設計法の有用性の検証に向けて、京都大学ナノテクノロジーハブ拠点の設備を利用して、透明電極であるITO電極付きマイクロ流体デバイスの作製プロセスを検討した。
実験 / Experimental
京都大学ナノテクノロジーハブ拠点において、ウエハスピン洗浄装置を用いて5 cm角ITO膜付きガラスのピラニア洗浄を行った。その後、厚膜フォトレジスト用スピンコーティング装置を用いてHMDS処理を行なった。次に、スピンコーターを用いてレジスト塗布を行い、高速マスクレス露光装置を用いて、TEER計測に用いる電極パターンを露光した。レジスト現像装置により現像したのち、ITOのエッチングを行い、最後にレジストを除去して、ITO電極を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した電極パターンを観察したところ、8割以上のサンプルで配線パターンの断線が見られた。ITOエッチングの際に、レジストの剥離が見られたため(Fig 1)、これが断線の要因になっていると考えられる。追加実験の結果や先行例より、使用するレジストやエッチング液の変更、現像後のハードベークにより改善を試みる予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Fabricated electrode pattern on the ITO substrate.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- (1) 合田晴紀, 石田尚之, 古田幸三, 泉井一浩, Van Keulen Fred, 亀井謙一郎, 土屋智由, 田畑修, 平井義和，”高精度な経上皮電気抵抗計測のためのトポロジー最適化による電極設計”，第39回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 電気学会, 徳島, 2022年11月, 16A2-M-1
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