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マイクロ流体チップ, microfluidic ChipShop

新情報
2020年12月 マイクロ流体チップと送液システムのアプリケーション例: 液滴生成 更新
2020年11月 マイクロ流体分野最新情報 更新
2020年11月 液滴生成チップ詳細資料 Droplet Generation 発行
2020年3月 microfluidic ChipShopのチップを用いたAlveolus-on-a-chipモデル (肺胞 on a chip) 論文掲載
2020年2月 Lab-on-a-Chip カタログ 第6版 発行

1. microfluidic ChipShopのマイクロ流体チップ

microfluidic ChipShop GmbHのマイクロ流体チップと関連サービスを御紹介いたします。マイクロ流体機能・コンセプトを低リスクで評価できる,多数のカタログ製品を用意しております。また,お客様の御要望に応じたカスタマイズチップをデザイン,試作,量産しています。


形状例直線,蛇行,チャンバ(シングル,マルチ,連結,多段,クロスフロー),他
用途・機能例細胞培養(チャンバ内,多孔膜(メンブレン)上),リアルタイムPCR (バッチPCR,連続流PCR),液滴生成,電気泳動,抽出,混合,希釈,濾過,濃度勾配の形成,回転バルブによる計量と分配,ブリスター内の試薬保管他
アプリケーション例創薬,毒性評価,organ-on-a-chip,body-on-a-chip,分析化学 等
チップ本体の材質Topas (COC),Zeonor (COP),Zeonex (COP),PMMA,PC,PP,PS
製造法射出成型

2. microfluidic ChipShopの製品・サービス

(a) マイクロ流体コンポーネント / 既存のマイクロ流体コンセプト
Lab-on-a-Chipカタログには,概念実証がされているマイクロ流体コンポーネントを搭載した多くのチップ製品が掲載されています。ゼロベースでこのような流体機能を開発するのではなく,お客様が購入して試験・評価できる標準コンポーネントを応用することで,新しいマイクロ流体チップの設計が大幅に簡略化されます。

液体混合 PCRチャンバ 計量機能付き回転バルブ メンブレン(血漿精製,細胞培養)

(b) マイクロ流体コンポーネント / チップ上の試薬保管・統合
アッセイに必要な試薬がチップ上に埋め込まれた Lab-on-a-chip システムを実現します。例えばブリスターパウチ内の液体試薬,凍結乾燥された乾燥試薬,またはハイブリダイゼーションアッセイ用スポットプローブ等があります。

ブリスターパウチとタンクによる試薬保管 タンク,キュベットとフリットの統合 凍結乾燥PCRマスターミックス ハイブリダイゼーション用スポットプローブ

(c) 検出技術
フリット上の比色検出,PCR のリアルタイム蛍光検出,電気化学検出機能等を,チップの制御装置に統合します。

フリット上の比色検出 電気化学検出 シリコンフォトニックセンサ 蛍光検出

(d) 制御装置
カスタマイズチップを作製した際に必要となる流体機能の制御装置やソフトウェアも提供しております。制御装置の中にはカタログ掲載品もあります。

ブリスターパウチ制御装置
ChipGenie edition BD
回転バルブ制御装置
ChipGenie edition TV
オープンプラットフォーム診断システム オンチップPCRシステム
ChipGenie edition TSO

3. マイクロ流体チップ応用例

(a) 流体コンポーネントの統合とカスタマイズチップ例
microfluidic ChipShopのマイクロ流体コンセプトを,お客様のアッセイに最適化した上で一つのプラットフォーム上に統合し生産いたします。これにより,既存の実験室をチップ上で実行できる,Lab-on-a-chipが実現いたします。

遠心分離を用いたマイクロ流体ディスク
アプリケーション例: サイトメーター
J. L. Garcia-Cordero et al., Microfluidic sedimentation cytometer for milk quality and bovine mastitis monitoring
イムノアッセイ向けチップ
試薬リザーバと3種類のアッセイ向けの抗体がコーティングされたフリット
センサ搭載用チップ[862]
お客様のセンサをマイクロ流体チップに統合して評価できるカタログ掲載品
サンプルインアンサーアウトDNA分析チップ
連続流PCRと光電子読取用のハイブリダイゼーションゾーン

(b) アプリケーション例
ライフサイエンス分野のアプリケーション例です。各特集ページにリンクしています。

Organ-on-a-chip / 細胞培養 / 毒性検査

還流環境下で細胞培養を行うマイクロ流体チップと送液装置
・2チャンバ連結式タイプ「相互作用チャンバチップ」
・多孔膜フィルタタイプ「クロスフローメンブレンチップ」
・ピラー流路連結タイプ「相互作用流路チップ」 他
POCT / IVD

マイクロ流体コンセプトを用い,サンプルイン・アンサーアウトのPOCTカートリッジを実現し,OEM生産している。

生体試料の導入,DNAの抽出等の試料調製,PCRによるDNA増幅と検出等を搭載可能。
オンチップPCR

チャンバの小型化と並列化により高速のPCRを実現。連続流PCRコンセプトでは,チップ全体の温度の上げ下げを行わずにPCRを実施。
蛍光リアルタイム検出装置ChipGenie edition TSOシリーズをカタログ掲載。
液滴生成

マイクロコンパートメント内で,デジタルPCRや,細胞,細菌の区画化や培養,シングルセル分析が可能。
W/O,W/O/W,W/W/O等のエマルジョンタイプや,液滴サイズ,保管機能の有無によりチップを選択できる。液滴生成に最適な送液装置やサーファクタントも提供している。

4. 製品・サービスの特徴

(a) 多数のカタログ掲載品があり,既存の流体コンセプトを低リスクにて評価可能
実現したい流体コンセプトをお客様がゼロから生み出すのではなく,既にあるものの中から選んでお試しいただけます。そのバリエーションは非常に豊富で,例えば同じデザインで異なる材質のチップを比較することも容易です。


(b) 複数の流体機能を統合したカスタマイズチップを試作,量産
当ページやカタログに掲載されているような既存のマイクロ流体機能・コンセプトを,必要に応じて一つのチップ上に統合する,カスタマイズチップの作製に長い経験があります。チップは多くの企業にてOEM製品として使用されています。


(c) アプリケーションに最適化したデザインを実現
microfluidic ChipShopは生化学をバックグラウンドに持つ従業員を一定数有しています。そのためお客様から実現したいアッセイをお知らせしていただければ,アプリケーションに相応しい流体デザインやコンセプトを,製造者側から提案することができます。


(d) 量産に適したポリマーチップと加工法 (射出成型)
チップの製造には射出成型を用い,透過性の高い高精度なマイクロ流体チップを実現しています。射出成型は高速な生産に適しており,量産時の金額的,時間的なコストは,ガラスやPDMSと比べ圧倒的に下げられます。

Publication list: microfluidic ChipShopのマイクロ流体チップを用いた研究成果 (抜粋)

[POCT (Point of care testing)]
▶A low-cost integrated biosensing platform based on SiN nanophotonics for biomarker detection in urine. D Martens et al., Anal. Methods, 2018, 10, 3066 (Keywords: Biomarker detection, Nanophotonic sensor, POC)
▶Label-Free and Real-Time Detection of Tuberculosis in Human Urine Samples Using a Nanophotonic Point-of-Care Platform. P Ramirez-Priego et al., ACS Sens. 2018, 3, 10, 2079-2086 (Keywords: Immunology, Anatomy, Sensors)
▶Microfluidic Cartridges for Automated, Point-of-Care Blood Cell Counting. S Smith et al., SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation, 22(2), 176-185 (Keywords: Microfluidics, Point-of-care diagnostics, Blood cell counting)
▶Blister pouches for effective reagent storage on microfluidic chips for blood cell counting. S Smith et al., Microfluidics and Nanofluidics, 20(12), December 2016 (Keywords: Blister pouch, Microfluidics, Reagent storage)

[Organ-on-a-chip / Microphysiological systems]
▶A new organ-on-chip platform for physiological relevant in-vitro reproduction of the blood–brain barrier. H Kiessling et al., MicroTAS 2015 (Keywords: Organ-on-a-chip, Dielectrophoresis, Polymer microfabrication)
▶Monitoring cytochrome P450 activity in living hepatocytes by chromogenic substrates in response to drug treatment or during cell maturation. J Theobald et al., Arch Toxicol 92, 1133-1149 (2018) (Keywords: Hepatocytes, Fluorescence, CYP450 enzymes)
▶A three-dimensional immunocompetent intestine-on-chip model as in vitro platform for functional and microbial interaction studies. M Maurer et al., Biomaterials, Volume 220, November 2019, 119396 (Keywords: Microphysiological system, Gut-on-chip, Microbiota)
▶Endogenous metabolites of vitamin E limit inflammation by targeting 5-lipoxygenase. H Pein et al., Proc. of SPIE Vol. 10699 106990U-1 (Keywords: Granulocytes, Inflammatory diseases, Lipids)
▶In vitro metabolic activation of vitamin D3 by using a multicompartment microfuidic liverkidney organ on chip platform. J Theobald et al., Scientific Reports | (2019) 9:4616 (Keywords: Lab-on-a-chip, Multicellular systems)
▶Co-infection with Staphylococcus aureus after primary influenza virus infection leads to damage of the endothelium in a human alveolus-on-a-chip model. S Deinhardt-Emmer, K Rennert et al., Biofabrication 12 (2020) 025012 (Keywords: Immune-responsive model, inflammatory response)

[Immunoassay / イムノアッセイ]
▶An integrated homogeneous SPARCL™ immunoassay for rapid biomarker detection on a chip. N Sandetskaya et al., Anal. Methods, 19, 2542-2550, 2019. (Keywords: Immunoassay, Quantitative detection, biomarker)