早稲田大学大学院理工学研究科
博 士 論 文 概 要
論 文 題 目
生体分子機能解析のための マイクロ流体システムに関する研究
Development of Micro Fluidic Systems for Biomolecular Analysis
申 請 者
荒川 貴博
Takahiro ARAKAWA 氏 名
専攻・研究指導
(課程内のみ) ナノ理工学専攻 マイクロシステム工学研究
2006 年 12 月
従 来 、 細 胞 を 対 象 と し て 機 能 解 析 を 行 う 場 合 、 シ ャ ー レ や マ イ ク ロ ウ ェ ル プ レ ー ト 上 で 多 数 の 細 胞 群 を 使 っ て 実 験 を 行 っ て い る た め 、 多 く の 細 胞 の 平 均 値 の 情 報 か ら 細 胞 の 機 能 を 解 析 す る こ と し か 出 来 な か っ た 。 し か し 、 例 え ば 同 じ 遺 伝 子 を 持 つ 細 胞 で あ っ て も 、 環 境 に 対 す る 経 時 変 化 や 、 他 の 細 胞 と の 相 互 作 用 の 違 い に よ っ て 生 じ る 個 々 の 細 胞 の 機 能 変 化 は 異 な っ て い る 。 そ の た め 、 一 細 胞 単 位 で の 機 能 解 析 が 可 能 な 技 術 と ツ ー ル が 切 望 さ れ て い る 。 著 者 は 、 こ の よ う な 要 望 に 応 え る た め 、 個 別 細 胞 ひ い て は 生 体 一 分 子 機 能 解 析 の 実 現 を 最 終 目 的 と し て 、 従 来 の 実 験 系 の 様 々 な 要 素 を M E M S（M i c r o E l e c t r o M e c h a n i c a l S y s t e m s） 技 術 に よ り 高 機 能 化 さ せ 、マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム 上 に 集 積 化 す る 事 に 関 し て 研 究 を 行 っ た 。 本 論 文 は そ の 研 究 成 果 を ま と め た も の で あ り 、 全 九 章 か ら 構 成 さ れ て い る 。 以 下 各 章 ご と に そ の 概 要 を 述 べ る 。
第 一 章 「 序 論 」 で は 、 ま ず 、 生 体 分 子 機 能 解 析 の た め の 従 来 の 一 連 の 手 順 、 特 徴 に つ い て 概 説 し た 。 次 に 、 こ れ ら の 機 構 を マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム 中 に お い て 集 積 化 し た 際 の 有 用 性 に つ い て 論 じ た 。
第 二 章 「 ガ ラ ス 流 路 表 面 の 平 滑 化 技 術 」 で は 、 新 し く 開 発 し た フ ッ 酸 と 硫 酸 、 フ ッ 酸 と 硝 酸 の 混 酸 を 用 い た ガ ラ ス エ ッ チ ン グ 技 術 に つ い て 論 じ た 。 マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム 中 で 光 学 的 一 分 子 観 察 を 行 う た め に は 、 ガ ラ ス マ イ ク ロ 流 路 の 表 面 を 光 学 研 磨 レ ベ ル の 表 面 粗 さ に 加 工 す る 必 要 が あ る 。 し か し 、 従 来 の ド ラ イ 、 ウ ェ ッ ト エ ッ チ ン グ 技 術 で は 、 加 工 面 の 表 面 粗 さ が 大 き く 散 乱 光 が 大 き い と い う 問 題 点 が あ っ た 。 こ の 問 題 を 解 決 す る た め 、 エ ッ チ ン グ 時 に 流 路 作 製 と 同 時 に 光 学 研 磨 レ ベ ル の ガ ラ ス 流 路 表 面 を 作 製 可 能 な 新 し い エ ッ チ ャ ン ト を 開 発 し た 。 そ の 結 果 、 エ ッ チ ン グ 後 の ガ ラ ス 流 路 の 表 面 粗 さ を 数 n m 以 下 に 抑 え る こ と に 成 功 し 、 従 来 で は 不 可 能 で あ っ た 散 乱 光 を 抑 え た 実 用 的 な ガ ラ ス 流 路 内 光 学 的 観 察 面 の 作 製 に 初 め て 成 功 し た 。
第 三 章 「 細 胞 培 養 の た め の C F 膜 ウ ェ ル 構 造 体 形 成 技 術 」 で は 、 耐 薬 品 性 、 タ ン パ ク 質 の 吸 着 が 少 な い と い っ た 特 長 を 持 つ 新 し い 細 胞 培 養 用 C F 膜 ウ ェ ル 構 造 体 を 形 成 す る 手 法 に つ い て 論 じ た 。 従 来 の ウ ェ ル プ レ ー ト 等 は 、 細 胞 を ウ ェ ル 中 に 入 れ る 際 ハ ン ド リ ン グ 操 作 が 必 要 と さ れ る 。 そ の た め 、 マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム と 組 み 合 わ せ て 、I n - l i n e で 細 胞 が 一 つ ず つ ウ ェ ル に 振 り 分 け ら れ る シ ス テ ム が 強 く 求 め ら れ て い る 。 そ こ で 、 本 研 究 で は 、D E E P - R I E の エ ッ チ ン グ と デ ポ ジ ッ シ ョ ン の 行 程 を 使 い 分 け 、 デ ポ ジ ッ シ ョ ン の 行 程 で 生 成 さ れ る C F 膜 を 3 次 元 構 造 体 と し て 形 成 す る 手 法 を 確 立 し た 。 こ れ に よ り マ イ ク ロ 流 路 中 に C F 膜 ウ ェ ル 構 造 体 の 形 成 が 可 能 と な り 、I n - l i n e で の 細 胞 培 養 の 可 能 性 に 道 を 開 い た 。
第 四 章 「 生 体 分 子 へ の ダ メ ー ジ を 抑 え た 細 胞 破 砕 シ ス テ ム の 開 発 」 で は 、 新 し く 開 発 し た「P D M S ( p o l y d i m e t h y l s i l o x a n e ) マ イ ク ロ バ ル ブ を 用 い た ニ ュ ー マ チ ッ ク 細 胞 破 砕 シ ス テ ム 」 と そ の 応 用 に つ い て 論 じ た 。 一 般 的 な 細 胞 破 砕 方 法 で あ る 界 面 活 性 剤 や 酵 素 を 用 い た 化 学 的 手 段 に お い て は 、 破 砕 の 際 、 結 合 の 弱 い タ ン パ
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ク 質 は 変 性 や 断 片 化 が 生 じ て し ま う 可 能 性 が あ る 。 ま た 、 超 音 波 や 剪 断 応 力 を 用 い た 物 理 的 手 法 に お い て は 、 タ ン パ ク 質 複 合 体 な ど の 超 分 子 複 合 体 の 結 合 を 分 断 し て し ま い 、タ ン パ ク 質 間 の 相 互 作 用 を 分 析 す る の が 困 難 と い っ た 問 題 点 が あ る 。 本 研 究 で は 、 こ れ ら の 問 題 点 を 解 決 す る た め に 、 細 胞 内 タ ン パ ク 質 の 機 能 を 維 持 し た ま ま 取 り 出 す こ と が 可 能 な 、P D M S マ イ ク ロ バ ル ブ を 用 い た 細 胞 破 砕 デ バ イ ス を 新 規 に 開 発 し た 。 こ れ を 用 い て 、 特 異 的 に 染 色 し た ミ ト コ ン ド リ ア を 有 す る 細 胞 を 、 マ イ ク ロ 流 路 中 で 捕 捉 し 、 個 々 の ミ ト コ ン ド リ ア を 観 察 し つ つ 細 胞 破 砕 を 行 っ た 。 破 砕 後 も ミ ト コ ン ド リ ア が 脂 質 二 重 膜 構 造 を 維 持 し て い る こ と よ り 、 本 デ バ イ ス を 用 い た 方 法 が ミ ト コ ン ド リ ア に 対 し ダ メ ー ジ の 小 さ い 破 砕 方 法 で あ る こ と が 確 認 さ れ た 。 本 研 究 に よ り 、 従 来 の 細 胞 破 砕 手 段 で は 困 難 で あ っ た 、 一 つ の 細 胞 を リ ア ル タ イ ム に 観 察 す る と 同 時 に 、 細 胞 内 タ ン パ ク 質 の 機 能 を 保 持 し た ま ま 細 胞 破 砕 を 行 う 事 が 初 め て 可 能 と な っ た 。
第 五 章 「 オ ー プ ン フ ロ ー 型 ハ イ ド ロ ゲ ル ソ ー タ の 開 発 」 で は 、 ゾ ル ・ ゲ ル 相 転 移 に 伴 う 微 小 領 域 の 僅 か な 粘 度 変 化 を 利 用 し た 、 新 し い 生 体 分 子 ソ ー テ ィ ン グ シ ス テ ム に つ い て 論 じ た 。 従 来 の T 字 型 ハ イ ド ロ ゲ ル ソ ー タ で は 、 流 路 中 に ゲ ル バ ル ブ を 完 全 閉 塞 の 状 態 で 形 成 し て 、サ ン プ ル の 回 収 を 行 う 必 要 が あ っ た 。し か し 、 大 面 積 の ゾ ル ・ ゲ ル 相 転 移 反 応 が 律 速 と な り 、 分 離 速 度 の 限 界 、 及 び タ ー ゲ ッ ト 粒 子 と 不 純 物 粒 子 の 同 時 検 出 に よ る 不 純 物 の 混 入 が 問 題 と な っ て い た 。 本 研 究 で は 、 回 収 ・ 廃 棄 ポ ー ト の 流 路 抵 抗 の 差 の 最 適 化 を 行 い 、 ゾ ル ・ ゲ ル 相 転 移 に 伴 う 微 小 領 域 の 僅 か な 粘 度 変 化 を 利 用 し て ソ ー テ ィ ン グ 可 能 な デ バ イ ス を 新 規 に 開 発 し た 。 こ れ に よ り 、 流 体 中 に 完 全 閉 塞 の 状 態 で ゲ ル バ ル ブ を 形 成 す る 必 要 が 無 く な り 、 高 速 ソ ー テ ィ ン グ が 可 能 と な っ た 。 更 に 、 流 路 中 の サ ン プ ル 流 を 底 面 に 絞 る こ と で 、 底 面 に 幅 1 µm、 高 さ 5 µm の サ イ ズ に サ ン プ ル 流 中 の タ ー ゲ ッ ト 粒 子 の 分 布 を 集 束 さ せ 、 タ ー ゲ ッ ト で あ る 1 µm 程 度 の 生 体 分 子 の 同 時 検 出 の 可 能 性 を 大 幅 に 低 減 さ せ た 。 こ れ ら の 最 適 化 に よ り 、 検 出 か ら 分 離 ま で 5 ミ リ 秒 以 内 の 高 速 ソ ー テ ィ ン グ を 実 現 し 、 ソ ー テ ィ ン グ エ ラ ー を 従 来 の 2 0 分 の 1 以 下 に 減 少 さ せ た 。 ま た 、 こ の 技 術 は セ ル ソ ー タ の 機 能 に 匹 敵 す る 性 能 を 実 現 し 、 細 胞 機 能 解 析 に 不 可 欠 な オ ル ガ ネ ラ ソ ー タ へ の 応 用 が 可 能 と な っ た 。
第 六 章 「 マ ル チ チ ャ ン ネ ル ハ イ ド ロ ゲ ル ソ ー タ の 開 発 」 で は 、 多 数 の 生 体 分 子 の 同 時 並 列 処 理 を 実 現 す る た め 、 流 体 シ ス テ ム の 3 次 元 化 を 行 っ た 。 マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム で は 、 単 位 時 間 あ た り の サ ン プ ル の 処 理 能 力 の 低 さ が 問 題 に な る 。 こ の 問 題 を 解 決 す る た め 、 サ ン プ ル 流 と バ ッ フ ァ 流 の ２ つ の イ ン レ ッ ト か ら 1 6 並 列 3 2 流 路 に 分 岐 さ せ 、 同 時 並 列 分 離 処 理 を 行 い 、 最 終 的 に 回 収 ポ ー ト と 廃 棄 ポ ー ト の 2 つ の ア ウ ト レ ッ ト に 収 束 す る 3 次 元 積 層 流 体 デ バ イ ス を 開 発 し た 。3 次 元 積 層 デ バ イ ス 実 現 の た め 、P D M S ド ラ イ エ ッ チ ン グ 技 術 の 検 討 を 行 い 、3 次 元 P D M S 並 列 流 路 構 造 の 作 製 を 可 能 に し た 。 ま た 、 多 数 の 並 列 化 さ れ た マ イ ク ロ 流 路 に 均 一 な 流 れ を 形 成 す る た め 、 マ イ ク ロ 流 路 の 流 路 長 、 流 路 断 面 積 か ら シ ス テ
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ム 全 体 の 流 路 抵 抗 を 算 出 し 、 設 計 を 最 適 化 し て 、 安 定 し た 多 並 列 ソ ー テ ィ ン グ デ バ イ ス を 初 め て 実 現 し た 。 こ の ハ イ ス ル ー プ ッ ト 化 さ れ た ソ ー テ ィ ン グ シ ス テ ム は 、 オ ル ガ ネ ラ の 構 成 成 分 を 同 定 す る 研 究 へ の 道 を 開 く も の で あ る 。
第 七 章「 油 相 マ イ ク ロ カ プ セ ル 生 成 デ バ イ ス の 開 発 」で は 、D N A や タ ン パ ク 質 等 の 生 体 分 子 を 油 相 に 包 ん で 、 流 体 シ ス テ ム 中 で 安 定 に 搬 送 す る こ と を 可 能 に す る 、 油 相 マ イ ク ロ カ プ セ ル 作 製 の た め の デ バ イ ス 開 発 に つ い て 論 じ た 。 従 来 の 類 似 研 究 で は 、 本 研 究 が 最 終 タ ー ゲ ッ ト と し て い る 「 一 分 子 」 に 対 し て は 適 用 不 可 能 な 大 き な サ イ ズ の 油 相 カ プ セ ル の み 形 成 可 能 で あ っ た 。 本 研 究 で は 、 従 来 の 油 相 カ プ セ ル の 更 な る 微 小 化 の た め に 、 構 造 体 を 用 い た カ プ セ ル 細 分 化 技 術 の 検 討 を 行 っ た 。 油 相 カ プ セ ル を 細 分 化 さ せ る 流 路 構 造 内 に ピ ラ ー 構 造 を 作 製 し 、1 つ の 油 相 カ プ セ ル を 均 一 に 1 6 分 割 さ せ る こ と に 初 め て 成 功 し た 。 更 に 、 抽 出 に 用 い る 油 相 の 微 量 化 の た め 、 こ れ ま で に な い 空 気/油 相/水 相 の 新 し い 3 層 の マ イ ク ロ カ プ セ ル の 生 成 デ バ イ ス の 作 製 に も 成 功 し た 。 こ の 結 果 、 油 相 の 流 量 を 制 御 す る こ と で 全 体 の カ プ セ ル サ イ ズ を 小 さ く せ ず に 油 膜 の 体 積 を 2 0 0 p L ま で 微 量 化 す る こ と に 成 功 し た 。 こ れ に よ り 、 微 量 な 油 相 カ プ セ ル 搬 送 系 を 流 体 シ ス テ ム 中 に 構 築 す る こ と が 可 能 と な っ た 。
第 八 章 「 生 体 一 分 子 リ ア ル タ イ ム イ メ ー ジ ン グ へ の 応 用 」 で は 、 実 際 に 生 体 一 分 子 の リ ア ル タ イ ム イ メ ー ジ ン グ を 試 み た 結 果 を 示 し た 。 前 章 ま で の 成 果 を マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム 中 に 組 み 入 れ る こ と で 、 試 薬 の 高 速 制 御 を 行 い 、 薬 物 に リ ア ル タ イ ム に 反 応 し た 生 体 一 分 子 の イ メ ー ジ ン グ を 行 う こ と に 世 界 で 初 め て 成 功 し た 。 具 体 的 に は 、 全 反 射 蛍 光 顕 微 観 察 ( T I R F M ) に 適 し た マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム を 構 築 し 、 大 腸 菌 の シ ャ ペ ロ ン G r o E L と コ シ ャ ペ ロ ン G r o E S の 結 合 ・ 解 離 に 必 要 な 試 薬 を 高 速 に 注 入 し た 結 果 、 一 分 子 の タ ン パ ク 質 間 相 互 作 用 の イ メ ー ジ ン グ に 成 功 し た 。 マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム 中 で こ の よ う な 観 察 に 成 功 し た の は 本 研 究 が 初 め て で あ る 。
第 九 章 「 結 論 と 今 後 の 展 望 」 で は 、 以 上 を 総 括 し 、 結 論 と 今 後 の 展 望 を 述 べ て い る 。
以 上 、 本 論 文 に お い て 著 者 は 、M E M S 技 術 を 用 い て 、 マ イ ク ロ 流 体 に 関 す る 要 素 技 術 を 確 立 し 、 そ れ ら を 組 み 合 わ せ て マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム の 構 築 を 行 い 、 生 体 一 分 子 の 結 合 解 離 に 関 す る 機 能 解 析 に 世 界 で 初 め て 成 功 し た 。 本 研 究 で 構 築 し た 要 素 技 術 を 集 積 化 し て 、「 細 胞 培 養 」、「 細 胞 破 砕 」、「D N A、R N A、 タ ン パ ク 質 の 分 離 」、「 生 体 分 子 抽 出 」、「 分 析 」 と い っ た 一 連 の 生 体 分 子 の 機 能 解 析 を オ ン チ ッ プ で 行 え る マ イ ク ロ 流 体 シ ス テ ム の 礎 を 築 い た 。
研 究 業 績
種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）
論文
国際学会
（論文）
○1. T. Arakawa, Y. Shirasaki, T. Izumi, T. Aoki, H. Sugino, T. Funatsu, S. Shoji, “High speed particles and biomolecules sorting microsystem using thermosensitive hydrogel”, Measurement science and technology, 17, pp.3141-3146, 2006
○2. T. Arakawa, Y. Shirasaki, T. Aoki, T. Funatsu, S. Shoji, “Three-dimensional sheath flow sorting microsystem using thermosensitive hydrogel”, Sensors and Actuators A, in press
○3. T. Arakawa, H. Kudo, H. Sato, H. Kobayashi, T. Izumi, S. Ohtsuka, K. Mori, S.
Shoji, T. Osaka, T. Homma, et al., “Fabrication of multi-pixel TES microcalorimeters with an electrodeposited Sn absorber and Bi absorber”, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 520, pp.456-459, 2004
4. E. H. Jeong, T. Arakawa, K. C. Kim, J. S. Boo, J. S. Ko, B. S. Shin, S. Shoji, J. S. Go,
“Realization of A Chip-Level Batch Process Chemical Plant with Quantitative Performance Evaluation”, Key Engineering Materials journal, pp.262-272, 2006
5. S. Abraham, E. H. Jeong, T. Arakawa, S. Shoji, K. C. Kim, I. Kim, J. S. Go,
“Microfluidics assisted synthesis of well-defined spherical polymeric microcapsules and their utilization as potential encapsulants”, Lab Chip, 6, pp.752-757, 2006
6. T. Harada, Y. Suzuki, S. Koshizuka, T. Arakawa, S. Shoji, “Simulation of Droplet Generation in Micro Flow using MPS Method”, Japan Society of Mechanical Engineering International Journal Series B, 49, No.3, pp.731-736, 2006
7. H.Kudo, T.Arakawa, S.Ohtsuka, T.Izumi, S.Shoji, H.Sato, H.Kobayashi, K.Mori, T.Osaka, “High sensitive X-ray microcalorimeter using Bi-Au microabsorber for imaging applications”, J. J. Applied Physics, 43, No.3, pp.1190-1195, 2004
8. H.Kudo, T.Nakamura, T.Arakawa, S.Shoji, et. al., “Prototype of the high sensitive X-ray microcalorimeter for X-ray imaging”, Sensors and Actuators A, 114, pp.171-175, 2004
9. T. Homma, H. Sato, H. Kobayashi, T. Arakawa, H. Kudo, T. Osaka, S. Shoji, et. al.,
“Sn electrodeposition process for fabricating microabsorber arrays for an X-ray microcalorimeter” Journal of Electroanalytical Chemistry, 559, 143-148, 2003
10. H. Kudo, H.Sato, T.Nakamura, T.Arakawa, E.Goto, S.Shoji, T.Homma, T.Osaka,
“Fabrication of an X-ray Microcalorimeter with an Electrodeposited X-ray Microabsorber”, Low Temperature Detectors, American Institute of Physics, pp.235-238, 2002
○1. T. Arakawa, H. Kusakawa, S. Shoji, “High aspect ration nano-scale CFx structures fabricated by DEEP-RIE”, 20th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems: MEMS 2007, pp.287-290, Kobe, Japan, 2007
○2. T. Arakawa, T. Aoki, Y. Shirasaki, T. Funatsu, S. Shoji, “Accurate and high speed particles and biomolecules sorting microsystem using 3-dimensional sheath flow”, 10th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2006, vol.1, Tokyo, pp.512-514, 2006
○3. T. Arakawa, T. Izumi, W. Teragauchi, T. Aoki,.Y Shirasaki, H. Sugino, Takashi Funatsu S. Shoji, “High speed particles and biomolecules sorting microsystem using thermosensitive hydrogel and water two-phase flow”, 19th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems: MEMS 2006, Istanbul, Turkey, Jan.
22-26, pp.58-61, 2006
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研 究 業 績
種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）
国際学会
（論文）
○4. T. Arakawa, Y. Sato, S. Shoji, T. Ueno, T. Funatsu, S. Shoji, “Pinhole-free Pyrex glass etching using HF-H2SO4 mixed acid and its applications for a PDMS microflow system”, The 13th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems: TRANSDUCERS ’05, Seoul, pp.1489-1492, 2005
○5. T. Arakawa, J. S. Go, E. H. Jeong, S. Kawakami, K. Takenaka, M. Mori, S.
Shoji, ”3-dimensional nano volume PDMS microreactor equipped with pneumatically-actuated in-channel membrane valve”, 8th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2004, 2, Malmo, pp.381-383, 2004
○6. T. Arakawa, H. Kudo, H. Sato, H. Kobayashi, T. Izumi, S. Ohtsuka, K.Mori, S.
Shoji, T. Osaka, T. Homma, et al., "Fabrication of multi-pixel TES microcalorimeters with Sn and Bi absorber", Low Temperature Detectors 10, p.57, GENOA, Italy, 2003 7. T. Yamamoto, T. Arakawa, S. Shoji, “Continuous and regulated organic micro bubble generation using lumped gas and organic injected junction”, 20th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems: MEMS 2007, pp.553-556, Kobe, Japan, 2007
8. Y. Sato, T. Sameshima, T. Arakawa, T. Ueno, T. Funatsu, S. Shoji, “High Speed Multi Reagents Exchange Flow System with Leakage Free Microvalves and Protein Real Time Monitoring by TIRFM”, nanotech insight, 2007, (掲載決定)
9. Y. Yamaguchi, H. Hamada, T. Arakawa, T. Saito, S. Shoji, Y. Edagawa, N. Takeda,
“Individual Single Cell Manipulation with Micro Chamber Array”, 6th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis, Kyoto, Japan, 2006 10. Y. Sato, T. Arakawa, T. Ueno, T. Sameshima, T. Funatsu, S. Shoji, “Multi-reagents high speed exchange flow system for single biomolecular dynamics real time monitoring”, 10th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2006, Vol.1, Tokyo, pp.603-605, 2006
11. E. H. Jeong, S. Abraham, T. Arakawa, I. Kim, S. Shoji, K. C. Kim, J. S. Go,
“Synthesis of spherical microcapsules with nano-pores and used as a potential encapsulant”, 10th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2006, Vol.1, Tokyo, pp.1002-1004, 2006
12. T. Harada, Y. Suzuki, S. Koshizuka, T. Arakawa, S. Shoji, “Meshless Simulation for Micro Droplet Generation”, 10th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2006, Vol.1, Tokyo, pp.86-88, 2006
13. T. Harada, Y. Suzuki, S. Koshizuka, T. Arakawa, S. Shoji, “Numerical Analysis of Micro Multi-phase Flow using MPS Method”, Proc. Of 7th World Congress on Computational Mechanics, p.1223, 2006
14. H. Kusakawa, M. Mori, T. arakawa, E. H. Jeong, G. J. Sang, S. Shoji, “Quantitative droplet generation in microfluidic device”, The 22nd Sensor Symposium on Sensors, Micromachine and Applied Systems, Tokyo, pp.345-348, 2005
15. T. Harada, Y. Suzuki, S. Koshizuka, T. Arakawa, S. Shoji, “Numerical analysis of micro droplet generation using a particle method”, 9th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2005, Vol.1, Boston, pp.638-640, 2005
16. E. H. Jeong, S. Abraham, T Arakawa, I. Kim, S. Shoji, K. C. Kim, J. S. Go,
“Functional microcapsule for drug delivery”, 9th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2005, Vol.2, Boston, pp.1440-1442, 2005
研 究 業 績
種 類 別 題名、 発表・発行掲載誌名、 発表・発行年月、 連名者（申請者含む）
国際学会
（論文）
国際学会 (講演)
その他
（特許）
17. J. S. Go, E. H. Jeong, T. Arakawa, M. Mori, K. C. Kim, S. Shoji, “Monolithic microchemical process plant of immiscible microfluids”, 8th Int. Conf. On Micro Total Analysis Systems: µTAS2004, Vol.1, Malmo, pp210-212, 2004
18. H. Kudo, T Nakamura, T Arakawa, S. Ohtsuka, T Izumi, S. Shoji, H. Sato, H.
Kobayashi, K. Mori, T. Homma, T. Osaka, K. Mitsuda, "Development of the multi-pixel x-ray microcalorimeters", Proc. Int. Conf. Nanotech 2003, San Francisco pp.436-439 2003
19. H. Kudo, T. Nakamura, T. Arakawa, T. Izumi, S. Shoji, H. Sato, H. Kobayashi, T.
Homma, T. Osaka, et. al., “Prototype of the multi-poxel X-ray microcalorimeter”, 12th Int.
Conf. On Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems: Transducers’03, Vol.2, Boston, pp1108-1111, 2003
20. H. Kudo, S. Ohtsuka, T Arakawa, T Izumi, S. Shoji, H. Sato, H. Kobayashi, T.Homma, T.Osaka, “A via hole based superconducting wiring method for enhanced X-ray image sensors”, 16th Int. Microprocesses & Nanotechnology: MNC2003, Tokyo, pp182-183, 2003
21. S. Shoji, J.S.Go, M.Kanai, T.Arakawa, “Micro/Nano Fluidic Devices and Elements for Bio/Chemical Applications”, 4th Int. Workshop on microfactories, Shanghai, Vol.2, pp.421-425, 2004
22. S. Shoji, J. S. Go, H. Sato, M. Ishizuka, T. Arakawa, T. Funatsu, T. Homma, T.
Osaka, “Nano/micro flow device and systems for chemical/bio applications”, 1st Int.
Workshop on nanoscale Semiconductor Devices, Seoul, pp193-216, 2004
23. T. Sameshima, Y. Sato, T. Ueno, T. Arakawa, Y. Shirasaki, S. Shoji, T. Funatsu,
“Development of a single molecule fluorescence microscope with rapid solution switching system using microfablication technique”, p.165, EABS & BSJ 2006
24. Y. Shirasaki, T. Aoki, H. Sugino, T. Arakawa, S. Shoji, T. Funatsu, “Sorting biomolecules in a 3D sheath flow microchannel using thermo reversible gelation polymer”, p.418, EABS & BSJ 2006
25. H. Sugino, Y. Nara, Y. Shirasaki, T. Arakawa, S. Shoji, T. Funatsu, “Development of an on-chip biomolecule parallel sorter using thermoreversible gelation polymer”, p.417, EABS & BSJ 2006
特願 2007-10065
「フルオロカーボン微小構造体の製造方法、フルオロカーボン微小構造体およびマイク ロシステム」
庄子習一、荒川貴博、草川寛之 特願 2006-253682
「マイクロ流路構造体及びこれを用いた多層マイクロカプセル製造方法」
庄子習一、荒川貴博、山本嵩洋
特願 2006-305927
「細胞捕捉、破砕、培養方法およびそのための細胞捕捉装置」
山口佳則、枝川義邦、荒川貴博、武田直也
特願 2005-345393
「マイクロシステムにおける流れの制御方法」
荒川貴博、白崎善隆、船津高志、庄子習一
