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マイクロ流体チップ, microfluidic ChipShop

展示会情報
■ 2019年2月20-22日: 再生医療産業化展 (メディカルジャパン内) インテックス大阪
■ 2018年11月12-15日: MicroTAS 2018 高雄(台湾),microfluidic ChipShopのブースに常駐

新情報
細胞培養 / Organ-on-a-chip (2018年10月)
Lab-on-a-Chipカタログ 第5版 (2018年2月)
展示会掲示資料 (2018年2月)

ライフサイエンス分野実績例
細胞培養 / Organ-on-a-Chip / 創薬
POCT (point-of-care testing) / IVD
オンチップPCR

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・コンセプトの評価用に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アプリケーションに相応しいカスタマイズデザインのチップを実現しています。


形状例直線,蛇行,チャンバ,多段,クロスフロー他
用途・機能例リアルタイムPCR (バッチPCR,連続流PCR),細胞培養(チャンバ内,メンブレン上),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-chip,body-on-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. オンチップPCR / 高速化と産出量の増加を実現


従来のPCR

従来のサーマルサイクラーにおけるPCRでは,プラスチックチューブ内の分散媒中でDNAサンプルがプライマーがポリメラーゼ分子とともに繰り返し温度循環されます。この場合,温度を循環させるサーマルマスが0.5 g程度であるのに対し,実際に対象となるDNAは極めて少なく,時間もかかるという課題があります。



チャンバサイズの縮小

PCRプロセスをスピードアップするには,熱反応時間を減少させるためにサンプル量を減らすことが得策です。反応速度は拡散によって制御される分子輸送により結合する時間で決まるため,反応チャンバのサイズを小さくすることで拡散距離を短くすることが有効です。


Cartridge

小型チャンバのPCR (バッチPCR)
サーマルマスが減少されるとともに,同時並行的にPCRを実施することで産物料が増加。


Cartridge

反応チャンバチップ[0439]
チャンバボリューム6 µL。他のボリュームのチップもカタログに掲載。



連続流PCR

サーマルサイクル処理を行う代わりに,下の右図のように,異なる固定温度を持つホットプレート上の流路内をサンプルが移動することで,チップ上の連続流にて変性,プライマーのアニーリング,伸長が高速で実施されます。

例えば500 µm x 100 µmのマイクロチャネルを用いる場合は,長さ2 mmのサンプルプラグであるとするとサーマルマスは0.1 mg程度と非常に小さくなり,極めて短時間のうちにPCRの連続流におけるプロセスが可能になります。

Cartridge

高速化アプローチ例: 連続流PCR
固定温度を持つホットプレート上に置かれた流路を通って,PCRが連続的に実施される。


Cartridge

連続流PCR用 蛇行流路チップ[0065]
幅 x 深さ = 220 µm x 100 µm,長さ1,257 mmの蛇行流路チップ。36サイクルの連続流PCR用。カタログ掲載品。



リアルタイムPCRシステム

microfluidic ChipShopは,従来のPCRシステムと同等の収量かつ高速化された結果を得られる連続流PCRシステム,装置,キット類を御提供しております。(カタログ製品 ChipGenie edition T2O参照)
edition T2O装置では,DNAに反応する蛍光染料を測定することで,増幅の急激な上昇をリアルタイムで確認することができます。

Cartridge

オンチップPCRシステム / ChipGenie edition T2O
タッチパネルにて14の温度ゾーンの温度,加熱,冷却速度を個別に制御できる。リアルタイム検出向けに蛍光光学ユニットを搭載。カタログ掲載品。

Cartridge

T2O装置のホットプレート
各々のブロックの温度をプログラム可能。例えばZ4-Z6上には蛇行流路チップを置いて連続流PCRが,Z9-Z14上に反応チャンバチップを置いて従来型のサーマルサイクルを実施できる。


量産を視野に入れたポリマーチップ

ライフサイエンス現場でのチップの実用性を考慮すると,使い捨てとして使用可能で低価格帯が見込める,射出成型によるポリマーマイクロ流体チップが適しています。
カタログ記載の標準品をお試しいただき,お客様御希望の流路や流体機能を持つ,カスタマイズデザインのチップ作製が可能です。

Cartridge

インライン連続流PCRチップ[0501]
カタログ掲載の連続流PCR用チップ。DNAの抽出と連続流PCRによるDNA増幅という複数の機能が一つの流体チップ上で行える「集積チップ」の例。カタログ掲載品。

Cartridge

カスタマイズチップ例
オンチップのDNA抽出,PCR,検出等の機能を統合。

出典

Claudia Gärtner et al. "Methods and instruments for continuous-flow PCR on a chip", Proc. SPIE 6465 (2007), Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems V, DOI: 10.1117/12.713797


Holger Becker et al. "Real-time PCR in microfluidic devices", Proc. SPIE 8976 (2014), Microfluidics, BioMEMS, and Medical Microsystems XII, DOI: 10.1117/12.2037241