NISTの研究者たちは、スライドガラス、プラスチックシート、両面テープを組み合わせて、細胞アレイを異なる濃度の化学物質にさらすための、安価で簡単に作れるマイクロ流体デバイスを開発しました

マイクロフルイディクスとは、10～数百マイクロメートルの微細な流路を用いて少量の流体（10-9 ～ 10-18リットル）を操作するシステムを指します。分子分析、分子生物学、マイクロエレクトロニクスなどを含む学際的な分野です。[1]マイクロフルイディクスは、少量の流体を処理して多重化、自動化、ハイスループットスクリーニングを実現するシステムの設計において実用化されています。マイクロフルイディクスは1980年代初頭に登場し、インクジェットプリントヘッド、DNAチップ、ラボオンチップ技術、マイクロ推進、マイクロサーマル技術の開発に利用されています。

マイクロ流体システムは、一般的に流体を輸送、混合、分離、またはその他の方法で処理します。様々な用途において、毛細管力を用いた受動的な流体制御が利用されています。これは、流動抵抗器や流動加速器に類似した毛細管流動修正要素の形で行われます。一部の用途では、媒体の方向性輸送のために外部駆動手段が追加で使用されます。例としては、受動チップ上の流体輸送に遠心力を適用する回転駆動装置があります。アクティブマイクロフルイディクスとは、マイクロポンプやマイクロバルブなどの能動（マイクロ）コンポーネントによる作動流体の明確な操作を指します。マイクロポンプは流体を連続的に供給するか、投与に使用されます。マイクロバルブは、ポンプで送られた液体の流れの方向または移動モードを決定します。多くの場合、通常実験室で行われるプロセスは単一のチップ上に小型化されており、効率と移動性が向上し、サンプルと試薬の量が削減されます。

特性

シリコーンゴムとガラス製のマイクロ流体デバイス。上：デバイスの写真。下：幅約15μmの蛇行チャネルの位相差 顕微鏡写真

マイクロスケールにおける流体の挙動は、「マクロ流体」の挙動とは異なる場合があります。表面張力、エネルギー散逸、流体抵抗などの要因がシステムを支配し始めるからです。マイクロ流体工学は、これらの挙動がどのように変化するか、そしてどのように回避するか、あるいは新しい用途に活用できるかを研究します。[2] [3] [4] [5] [6]

小さなスケール（チャネルサイズが約100ナノメートルから500マイクロメートル）では、直感に反する特性がいくつか現れます。特に、レイノルズ数（流体の運動量の影響と粘性の影響を比較したもの）は非常に低くなる可能性があります。その結果、並流流体は必ずしも従来の意味で混合するわけではなく、流れは乱流ではなく層流になるため、それらの間の分子輸送は拡散によって行われることが多いのです。[7]

化学的および物理的特性（濃度、pH、温度、せん断力など）の高い特異性も保証され、単段階および多段階反応において、より均一な反応条件と高品質の生成物が得られます。[8] [9]

フロータイプ

マイクロ流体の流れは、幾何学的な長さスケールによってのみ制約される必要があります。このような幾何学的制約を達成するために用いられる様式と方法は、対象となる用途に大きく依存します。[10]従来、マイクロ流体の流れは、チャネル断面積が10μm×10μm程度の閉鎖チャネル内で生成されてきました。これらの方法はそれぞれ、堅牢な流体の流れを維持するための独自の関連技術を有しており、数年かけて成熟してきました。[要出典]

開放型マイクロチャネル

オープンマイクロチャネルにおける流体の挙動とその制御は、2005年頃に注目を集めるようになり[11]、空気から液体へのサンプル収集[12] [13]やクロマトグラフィー[14]に応用されました。オープンマイクロ流体では、システムの少なくとも1つの境界が取り除かれ、流体が空気または別のインターフェース（液体）に露出されます。[15] [16] [17]オープンマイクロ流体の利点には、介入のための流動液体へのアクセス、より大きな液体 - ガス表面積、および最小限に抑えられた気泡形成などがあります。[18] [15] [17] [19] オープンマイクロ流体のもう1つの利点は、表面張力駆動の流体フローをオープンシステムに統合できることで、これにより蠕動ポンプやシリンジポンプなどの外部ポンプ方法が不要になります。[20]オープンマイクロ流体デバイスは、ミリング、熱成形、ホットエンボス加工によって簡単かつ安価に製造することもできます。[21] [22] [23] [24]さらに、オープンマイクロフルイディクスでは、毛細管流動に悪影響を与える可能性のあるデバイスのカバーを接着または接合する必要がない。オープンマイクロフルイディクスの例としては、オープンチャネルマイクロフルイディクス、レールベースマイクロフルイディクス、紙ベース、糸ベースマイクロフルイディクスなどがある。[15] [20] [25] オープンシステムの欠点としては、蒸発しやすいこと、[26]汚染されやすいこと、[27]流量が限られていることなどがあげられる。[17]

連続フロー

連続フローマイクロ流体は、主に毛細管要素内の流体の流れを加速または阻害することによって、狭いチャネルまたは多孔質媒体を通る定常液体の流れの制御に依存しています。 [28]紙ベースのマイクロ流体では、毛細管要素は断面形状の単純な変化によって実現できます。一般的に、液体の流れの駆動は、外部圧力源、外部機械ポンプ、統合機械マイクロポンプ、または毛細管力と電気動電機構の組み合わせによって実装されます。[29] [30] 連続フローマイクロ流体操作は、実装が容易で、タンパク質ファウリングの問題に敏感ではないため、主流のアプローチです。連続フローデバイスは、多くの明確で単純な生化学アプリケーションや、化学分離などの特定のタスクには適していますが、高度な柔軟性や流体操作を必要とするタスクにはあまり適していません。これらの閉チャネルシステムは、流れ場を制御するパラメータが流路に沿って変化するため、統合と拡張が本質的に困難です。そのため、流体の流れはシステム全体の特性に依存します。また、永久的にエッチングされた微細構造は、再構成可能性が制限され、フォールトトレランス能力が低下します。

マイクロ流体センサー

連続フローシステムにおけるプロセス監視機能は、ナノリットル範囲までの解像度を提供するMEMS技術に基づく高感度マイクロ流体フローセンサーによって実現できます。[31]

液滴ベース

フローフォーカシングマイクロ流体デバイスにおけるマイクロバブルのピンチオフ形成を示す高フレームレートビデオ[32]

液滴ベースマイクロフルイディクスは連続マイクロフルイディクスとは異なります。液滴ベースマイクロフルイディクスは、低レイノルズ数と層流領域において、非混和相にある個別の流体を操作します。液滴ベースマイクロフルイディクスシステムへの関心は、過去数十年で大幅に高まっています。マイクロ液滴は、微小体積（μLからfL）の流体を便利に扱うことを可能にし、より優れた混合、カプセル化、選別、センシングを提供し、ハイスループット実験に適しています。[33]液滴ベースマイクロフルイディクスの利点を効率的に活用するには、液滴生成[34]を深く理解し、液滴操作[37]、 [38]、[39]、[40]などのさまざまな論理操作[35] [ 36 ]を実行する必要があります。

デジタル

上記の閉チャネル連続フローシステムの代替として、新規なオープン構造があります。この構造では、個別に制御可能な液滴が基板上で電気湿潤法を用いて操作されます。デジタルマイクロエレクトロニクスに倣い、このアプローチはデジタルマイクロフルイディクスと呼ばれています。Le Pesantらは、電気毛細管力を用いてデジタルトラック上で液滴を移動させる手法を開発しました。[41] Cytonix [42]が開発した「流体トランジスタ」も重要な役割を果たしました。この技術はその後、デューク大学によって商品化されました。 [34]個別の単位体積液滴を用いることで、 マイクロ流体機能は、1単位の流体を1単位の距離だけ移動させるという一連の基本操作の繰り返しに簡略化できます。この「デジタル化」手法により、マイクロ流体バイオチップ設計において階層的かつセルベースのアプローチを容易に適用できます。したがって、デジタルマイクロフルイディクスは、柔軟でスケーラブルなシステムアーキテクチャと高いフォールトトレランス機能を提供します。さらに、各液滴は独立して制御できるため、これらのシステムは動的再構成可能性も備えています。これにより、マイクロ流体アレイ内のユニットセルのグループを再構成し、一連のバイオアッセイの同時実行中に機能を変更することができます。液滴は限られたマイクロ流体チャネル内で操作されますが、液滴の制御は独立していないため、「デジタルマイクロフルイディクス」と混同しないでください。デジタルマイクロフルイディクスの一般的な駆動方法の1つは、誘電体上エレクトロウェッティング（EWOD）です。[43]多くのラボオンチップアプリケーションは、エレクトロウェッティングを用いたデジタルマイクロフルイディクスパラダイム内で実証されています。

紙ベース

紙ベースのマイクロ流体デバイスは、携帯型で安価で使いやすい医療診断システムを提供するために提案されています。[44] 紙ベースのマイクロ流体デバイスは、多孔質媒体における毛細管浸透現象を利用しています。[45]紙などの多孔質基板への流体の浸透を2次元および3次元で調整するために、マイクロ流体デバイスの細孔構造、濡れ性、形状を制御できますが、液体の粘度と蒸発速度はさらに重要な役割を果たします。このようなデバイスの多くは、親水性紙上に疎水性バリアを備えており、水溶液を生物学的反応が起こる出口まで受動的に輸送します。[46]紙ベースのマイクロ流体デバイスは、高度な医療診断ツールが利用できない遠隔地で使用される、携帯型のポイントオブケアバイオセンサーと考えられています。[47]現在の用途には、携帯型グルコース検出[48]や環境試験[49]などがあり、高度な医療診断ツールが不足している地域への展開が期待されています。

粒子検出

潜在的な応用分野の一つは、流体中の粒子検出です直径約1μmまでの小さな流体運搬粒子の検出は、通常、コールターカウンタを使用して達成されます。このカウンタでは、生理食塩水などの弱導電性流体が小さな（直径約100μm）細孔を通過するときに電気信号が生成されるように、粒子の体積と細孔体積の比に直接比例した電気信号が生成されます。この背後にある物理的性質は比較的単純で、DeBloisとBeanによる古典的な論文[50]に記載されており、その実装はCoulterの最初の特許[51]に初めて記載されています。これは、例えば標準的な血液分析で赤血球や白血球のサイズを測定および計数する方法です。この方法の一般的な用語は抵抗パルスセンシング（RPS）で、コールターカウンタは商標用語です。しかし、RPS法は、信号対雑音比が、主に分析対象物が通過する細孔のサイズと第一段階増幅器の入力ノイズによって設定される信頼性の高い検出限界を下回るため、直径1μm未満の粒子にはうまく機能しません。[引用が必要]

従来のRPSコールターカウンターの細孔サイズの制限は、細孔の作成方法によって決まります。この方法は企業秘密ですが、おそらく[誰によると？ ]従来の機械的方法を使用しています。ここでマイクロ流体が影響を及ぼします。リソグラフィーベースのマイクロ流体デバイスの製造、またはより可能性が高いのは成形プロセスを使用してマイクロ流体デバイスを作成するための再利用可能な金型の製造ですが、これは従来の機械加工よりもはるかに小さいサイズに制限されます。1μmまでの臨界寸法は簡単に製造でき、もう少しの労力と費用で、100nm未満の特徴サイズも確実にパターン化できます。これにより、マイクロ流体回路に統合された細孔を安価に製造することができ、細孔径が100nmのオーダーのサイズに達することができ、同時に最小粒子径が数桁小さくなります。

その結果、大学を拠点としたマイクロ流体粒子の計数とサイズ測定[52] [53] [54]の開発が行われ、この技術は商業化されました。この方法は、マイクロ流体抵抗パルスセンシング（MRPS） と呼ばれています。

磁気

マイクロ流体デバイスの用途の一つは、異なる流体または細胞タイプの分離と選別です。マイクロ流体デバイスは、磁場による粒子の移動である磁気泳動と統合されています。[55]これは、少なくとも1つの磁性成分を含む流体を、チャネルの長さに沿って磁石が配置されたマイクロ流体チャネルに送ることによって実現できます。これにより、マイクロ流体チャネル内に磁場が生成され、磁気活性物質が引き寄せられ、流体の磁性成分と非磁性成分が効果的に分離されます。この技術は、流体にすでに磁気活性物質が含まれている産業現場で容易に利用できます。例えば、牛乳やその他の乳製品などの特定の消費液体には、少量の金属不純物が混入する可能性があります。[56]便利なことに、牛乳の場合、これらの金属汚染物質の多くは常磁性を示します。したがって、包装前に、金属汚染物質を精製する手段として、牛乳を磁気勾配のあるチャネルに流すことができます

細胞分離はマイクロ流体工学において興味深いものです。これは実現可能です。まず、常磁性物質（通常はマイクロ／ナノ粒子または常磁性流体）[57]を、対象となる細胞タイプを標的とするように機能化する必要があります。これは、対象となる細胞タイプに固有の膜貫通タンパク質を同定し、続いて相補的な抗原または抗体で磁性粒子を機能化することによって実現できます。[56] [58] [59] [60] [61]。磁性粒子が機能化されると、それらは細胞混合物中に分散され、そこで対象となる細胞のみに結合します。得られた細胞／粒子混合物は、磁場を備えたマイクロ流体デバイスに流し込まれ、標的細胞を残りの細胞から分離することができます。

逆に、マイクロ流体支援磁気泳動は、マイクロ液滴またはプラグ内での効率的な混合を促進するために使用できます。これを実現するために、マイクロ液滴に常磁性ナノ粒子が注入され、急速に変化する磁場を通過する直線チャネルを流されますこれにより、磁性粒子は液滴内で左右に素早く押し出され、マイクロ液滴の内容物が混合されます。[60]これにより、従来のチャネルベースの液滴混合に必要な面倒な工学的考慮が不要になります。他の研究では、細胞を常磁性流体に懸濁し、磁気アルキメデス効果を利用することで、ラベルフリーの細胞分離が可能になる可能性があることも示されています。[62] [63]これにより粒子の機能化の複雑さは解消されますが、磁気アルキメデス現象とその用途を完全に理解するには、さらなる研究が必要です。これは、マイクロ流体支援磁気泳動のさまざまな用途の網羅的なリストではありません。上記の例は、現在および将来の用途の両方における この分離技術の汎用性を強調しているにすぎません。

用途

マイクロ流体構造には、マイクロ空気圧システム、すなわちオフチップ流体（液体ポンプ、ガスバルブなど）のハンドリング用のマイクロシステムと、ナノリットル（nl）およびピコリットル（pl）の体積のオンチップハンドリング用のマイクロ流体構造が含まれます。[64] 現在まで、マイクロ流体工学の最も成功した商業的応用は、インクジェットプリントヘッドです。[65]さらに、マイクロ流体製造の進歩により、メーカーはポリメタクリル酸メチル（PMMA）、ポリスチレン、環状オレフィンポリマー（COP）、ポリ塩化ビニル（PVC）などの低コストのプラスチックでデバイスを製造し、[66] [67]部品の品質を自動的に検証できるようになりました。[68]

マイクロ流体技術の進歩は、酵素分析（例： グルコースおよび乳酸アッセイ）、DNA分析（例：ポリメラーゼ連鎖反応およびハイスループットシーケンシング）、プロテオミクス、および化学合成における分子生物学手順の改善を期待しています。 [28] [69]マイクロ流体バイオチップは、検出などのアッセイ操作をサンプル前処理およびサンプル調製と統合します。[70] [71]

バイオチップの有望な応用分野は臨床病理学、特に疾患のポイントオブケア診断です。[72]さらに、生化学的毒素やその他の危険な病原体について空気/水サンプルの連続サンプリングとリアルタイム検査が可能なマイクロ流体ベースのデバイスは、[73]早期警告のための常時オンの「バイオスモークアラーム」として機能します。

Microfluidic technology has provide tools for biologists to control the cellular environment. Potential advantages of this technology for microbiology are listed below:

  • 成長を含む一般的な単一細胞研究[74] [33]
  • 細胞の老化：「マザーマシン」などのマイクロ流体デバイスは、数千個の個々の細胞を死滅するまで何世代にもわたって追跡することを可能にします[74]
  • 微小環境制御：機械的環境[75]から化学的環境[76] [77]まで
  • 複数の化学物質を単一のデバイスに組み込むことによる正確な時空間濃度勾配[78]
  • 接着細胞または閉じ込められた染色体の力測定：マイクロ流体デバイスに捕捉された物体は、光ピンセットまたはその他の力発生方法を用いて直接操作することができる[79]
  • ストークス流、光ピンセット、またはPDMS（ポリジメチルシロキサン）デバイスの制御された変形などの外部力発生方法と結合することにより、細胞を閉じ込め、制御された力を発揮する[79] [80] [81]
  • 電界集積[81]
  • チップ上の植物と植物組織培養[82]
  • 抗生物質耐性：マイクロ流体デバイスは、微生物のための不均一環境として使用できます。不均一環境では、微生物は進化しやすくなります。これは、微生物の進化の加速をテストしたり、抗生物質耐性の発達をテストしたりするのに役立ちます。
  • ウイルス融合：これらのデバイスは、ウイルスが宿主細胞に結合して侵入するために必要ないくつかのステップと条件の研究も可能にします。結合および融合プロセスの効率、速度論、および特定のステップに関する情報は、マイクロ流体フローセルを用いて得ることができます。[83]
  • 臓器チップへの応用：例えば、オルガノイドは患者由来の細胞を用いて疾患をモデル化するために使用したり、ヒトや他の動物のさまざまな組織（例えば神経系）の発達を調査するために使用したりできます。[84]

これらの分野のいくつかについては、以下のセクションでさらに詳しく説明します。

DNAチップ

初期のバイオチップは、 DNAマイクロアレイのアイデアに基づいていました。例えば、 AffymetrixのGeneChip DNAアレイは、ガラス、プラスチック、またはシリコン基板上にDNA片（プローブ）が微細なアレイ状に固定されています。DNAマイクロアレイと同様に、タンパク質アレイは、多数の異なる捕捉剤（最も一般的にはモノクローナル抗体）がチップ表面に堆積された小型アレイです。これらは、血液などの生物学的サンプル中のタンパク質の存在および／または量を決定するために使用されます。DNAアレイとタンパク質アレイの欠点は、製造後に再構成も拡張もできないことです。デジタルマイクロフルイディクスは、デジタルPCRを実行するための手段として説明されています。

分子生物学

マイクロアレイに加えて、バイオチップは二次元電気泳動[85]、[86]、[PCR増幅]用に設計されています。[ 87 ] その他の用途には、タンパク質やDNAの様々な電気泳動および液体クロマトグラフィー、細胞分離、特に血球分離、タンパク質分析、細胞操作および細胞生存率分析を含む分析[33] 、微生物捕捉[71]などがあります。

進化生物学

マイクロ流体工学と景観生態学、ナノ流体工学を組み合わせることで、細菌の 生息地の局所的なパッチを構築し、それらを分散回廊で接続することで、ナノ/マイクロ加工された流体景観を構築できます。結果として得られる景観は、空間と時間に分散した機会のパッチの空間モザイクを生成することにより、適応景観の物理的な実装として使用できます[88] 。これらの流体景観のパッチ状の性質により、メタ個体群系 における適応する細菌細胞の研究が可能になります。これらの合成生態系におけるこれらの細菌系の進化生態学は、生物物理学を用いて進化生物学の疑問に取り組むことを可能にします。

細胞挙動

精密かつ慎重に制御された化学誘引物質の勾配を作り出す能力により、マイクロフルイディクスは、少数の微生物集団における運動性[89] 、 走化性、および抗生物質耐性の進化／発達能力を短期間で研究するための理想的なツールとなります。これらの微生物には、細菌[90]や海洋微生物ループを形成する幅広い生物[91]が含まれ、海洋の生物地球化学の大部分を調節する役割を果たしています。

マイクロフルイディクスは、硬直性（剛性）勾配の作成を容易にすることで、 硬直性の研究にも大きく貢献しています。

細胞生物物理学

個々の遊泳細菌の運動を整流することにより、[92] マイクロ流体構造を使用して、運動性細菌細胞集団から機械的運動を引き出すことができます。[93] このようにして、細菌を動力源とするローターを構築することができます。[94] [95]

光学

マイクロ流体工学と光学の融合は、オプトフルイディクスとしてよく知られています。オプトフルイディクスデバイスの例としては、チューナブルマイクロレンズアレイ[96] [97]やオプトフルイディクス顕微鏡などが挙げられます。

マイクロ流体フローは、高速サンプルスループット、大規模なサンプル集団の自動イメージング、3D機能[98] [99] 、超解像[100]を可能にします。

フォトニクスラボオンチップ

一般的な分析方法（ICP-MS、ICP-AAS、ICP-OES [101]）の安全性への懸念と運用コストの増加により、フォトニクスラボオンチップ（PhLOC）は、使用済み核廃棄物中のアクチニドと硝酸塩の分析においてますます普及しているツールになりつつあります。PhLOCは、ラマン分光法とUV-Vis-NIR分光法の同時適用に基づいており、[102]異なる酸化状態の複数のアクチニドを含むより複雑な混合物の分析を可能にします。[103]これらの方法による測定は、産業試験のためにバルクレベルで検証されており、[101] [104]マイクロスケールでははるかに低い変動が観察されています[105]このアプローチは、測定チャネルの延長により、150μLの比較的広い濃度範囲にわたって、既知の文献値と一致するモル吸光係数（UV-Vis）を有することが確認されており[103]、U(IV)についてはマイクロスケールでビールの法則に従う。 [106]使用済み燃料を分析するための分光光度計によるアプローチの開発により、反応物の量をオンラインで測定する方法が開発され、サンプルの分析速度が向上し、再処理中に検出される偏差のサイズが縮小された。[104]

PhLOCの適用により、操作方法の柔軟性と安全性が向上します。使用済み核燃料の分析は非常に過酷な条件を伴うため、使い捨てで迅速に製造されたデバイス（PDMS、PMMA、ガラスなどの鋳造および／または彫刻可能な材料に基づく[107]）の適用が有利ですが、特定の過酷な条件下では材料の完全性を考慮する必要があります。[106]光ファイバーカップリングの使用により、デバイスを機器から分離することができ、放射線損傷を防ぎ、実験室の作業員の潜在的に有害な放射線への被曝を最小限に抑えることができます。これは、実験室規模や以前の分析基準では不可能でした。[103]デバイスの小型化により、使用する分析対象物の量を減らすことができ、生成される廃棄物の量と有害物質への被曝を減らすことができます。[103]

PhLOCの拡張により、核燃料サイクル全体の研究を小型化することが現在評価されており、PUREXプロセスのステップがマイクロスケールで実証されています。[102]同様に、使用済み核燃料の分析用に開発されたマイクロ流体技術は、ほとんどまたは全く変更を加えることなく、他のアクチノイド、ランタノイド、遷移金属の分析にも水平展開すると予測されています。[103]

高速液体クロマトグラフィー

マイクロ流体分野における高速液体クロマトグラフィー（HPLC）には、2つの異なる形式があります。初期の設計では、液体をHPLCカラムに通し、溶出した液体をマイクロ流体チップに移し、HPLCカラムをマイクロ流体チップに直接取り付けるというものでした。[108]初期の方法には、蛍光を測定するような特定の機械からの検出が容易であるという利点がありました。[109] HPLCカラムはマイクロ流体チップに統合されていますHPLCカラムをマイクロ流体デバイスに統合する主な利点は、フォームファクタが小型化できるため、1つのマイクロ流体チップ内に追加機能を組み合わせることができることです。統合チップは、ガラスやポリイミドなど、さまざまな液滴ベースマイクロ流体デバイスで使用されている標準材料であるPDMSとはまったく異なる複数の異なる材料から製造することもできます。 [110] [111] HPLCマイクロ流体チップのさまざまなアプリケーションでは異なる圧力が必要になる可能性があるため、これは重要な機能です。PDMSは、ガラスやポリイミドと比較すると、高圧での使用には適していません。HPLC統合の汎用性が高いため、カラムとチップ間の接続やフィッティングが不要になり、堅牢性が保証されます。[112]将来的にこれらの設計を基に構築できるため、マイクロ流体の分野では潜在的なアプリケーションを拡大し続けることができます。

マイクロ流体デバイスに統合されたHPLCカラムの潜在的な用途は、過去10～15年間で拡大していることが証明されています。このようなカラムの統合により、タンパク質の生物学的分析のように、材料の入手性が低い、または非常に高価な場所での実験が可能になります。試薬量の削減により、従来のデバイスのサイズ制限のために非常に困難であった単一細胞タンパク質分析などの新しい実験が可能になります。[113] HPLCチップデバイスを質量分析などの他の分光分析法と組み合わせることで、タンパク質などの目的の種の同定における信頼性が向上します。[114]マイクロ流体チップには、HPLCをさらに改善するためのグラジエント生成を可能にする内部遅延線も作成されており、これによりさらなる分離の必要性を減らすことができます。[115]統合HPLCチップの他の実用的な用途には、髪の毛を介した人体内の薬物の存在の判定[116]や、逆相液体クロマトグラフィーによるペプチドの標識化[117]などがあります。

音響液滴吐出

音響液滴吐出（ADE）は、超音波パルスを用いて、微量（通常はナノリットルまたはピコリットル）の液体を物理的な接触なしに移動させます。この技術は、音響エネルギーを液体サンプルに集中させ、1リットルの100万分の1の100万分の1（ピコリットル＝10の-12乗リットル）という小さな液滴を吐出します。ADE技術は非常に穏やかなプロセスであり、タンパク質、高分子DNA、生細胞を損傷や生存能力の低下なく移送することができます。この特徴により、この技術はプロテオミクスや細胞ベースのアッセイなど、幅広い用途に適しています。

燃料電池

マイクロ流体燃料電池は、層流を利用して燃料と酸化剤を分離し、従来の燃料電池に必要な物理的な障壁なしに、2つの流体の相互作用を制御することができます。[118] [119] [120]

宇宙生物学

宇宙生物学者は、宇宙の他の場所に生命が存在する可能性を理解するために、惑星外天体の化学組成を測定することに興味を持っています。[121]マイクロ流体デバイスは、その小型さと幅広い機能のため、これらの遠隔サンプル分析に最適です。[122] [123] [124]地球外サンプルからは、マイクロチップキャピラリー電気泳動と選択的蛍光色素 を用いて有機物含有量を評価することができます。 [125] これらのデバイスは、アミノ酸、[126] ペプチド、[127] 脂肪酸、[128]単純なアルデヒド、ケトン、[129]チオールを検出できます。[130]これらの分析を組み合わせることで、生命の主要成分を強力に検出できるようになり、地球外生命体の探索に役立つことが期待されます。[131]

食品科学

液滴マイクロフルイディクス、ペーパーマイクロフルイディクス、ラボオンチップなどのマイクロ流体技術は、食品科学の分野で様々な分野で使用されています。[132]栄養学、[133] [134]食品加工、食品安全の研究は、より少ない試薬で実験を行うことができるため、マイクロ流体技術の恩恵を受けています。[132]

食品加工には、エマルジョンや保存料の添加など、食品の保存性を高める能力が必要です。液滴マイクロフルイディクスなどの技術は、達成可能な液滴の精度により、従来の均質化によって生成されるエマルジョンよりも制御され複雑なエマルジョンを作成するために使用されます。また、エマルジョンにマイクロフルイディクスを使用すると、供給されたエネルギーの5%のみがエマルジョンの生成に使用され、残りは熱として放散される均質化と比較して、エネルギー効率が高くなります。[135]これらの方法には利点がありますが、現在、商業化に必要な大規模生産能力が不足しています。[136]マイクロフルイディクスは、食品化学と食品加工における革新を可能にするため、研究にも使用されています。[132] [136]食品工学研究の一例として、食品加工産業、特にエマルジョンの強化に関する研究で潜在的な用途となる液滴の製造を研究するために製造された、新しいマイクロ3Dプリントデバイスがあります。[137]

紙と液滴のマイクロ流体デバイスは、微量の不要な細菌や化学物質を検出できるデバイスを可能にし、食品の安全性と分析に役立ちます。[138]紙ベースのマイクロ流体デバイスは、マイクロ流体紙ベース分析デバイス（μPAD）と呼ばれることが多く、スマートフォンで検出できる比色反応によって、肉に含まれる硝酸塩[139] 、防腐剤[140] 、抗生物質[141]などを検出できます。これらの方法は、液体クロマトグラフィーなどの従来の技術と比較して、反応物、スペース、時間が少なくて済むため、研究されています。μPADはまた、家庭での検出テストを可能にするため、アレルギーや不耐性を持つ人々にとって興味深いものです。[139]紙ベースの方法に加えて、研究では、液滴ベースのマイクロ流体が、国内外の食品業界における農業用水における生菌汚染を確認するために必要な時間を大幅に短縮する可能性を示しています。[138]

個別化がん治療

個別化がん治療は、患者の診断と背景に基づいて調整された方法です。マイクロ流体技術は、より高いスループットで高感度な検出を可能にし、時間とコストを削減します。個別化がん治療において、腫瘍の構成と薬剤感受性は非常に重要です。[142]

バイオマーカーの状態に基づいて患者の薬物反応を予測したり、特定の細胞の非定型的な存在に基づいて疾患の重症度と進行を予測したりすることができます。[143] Drop - qPCRは、再利用可能なキャピラリーで液滴を輸送し、異なる一定温度に保たれた2つの領域を交互に通過させて蛍光を検出する液滴マイクロ流体技術です。Her2の検出において、汚染リスクが低く、効率的です。[142]デジタル液滴ベースのPCR法は、 TaqManプローブを用いてKRAS変異を検出し、変異遺伝子比の検出を強化するために使用できます。 [144]さらに、乳がん または前立腺がん患者の術後疾患進行の正確な予測は、術後治療を決定するために不可欠です。慎重に配合された細胞外マトリックス混合物でコーティングされたシンプルなマイクロ流体チャンバーは、腫瘍生検から得られた細胞を72時間培養し、イメージングによる細胞の徹底的な評価を行うために使用されます。[145]

マイクロ流体は、循環腫瘍細胞（CTC）および非CTC 液体生検分析にも適しています。CTC分離チップ（iCHIP）での陽性選択のために、抗上皮細胞接着分子（EpCAM）抗体に結合したビーズ。[146] CTCは、腫瘍微小環境の酸性化と膜容量の差を利用して検出することもできます。 [147] [148] CTCはマイクロ流体デバイスによって血液から分離され、オンチップで培養されます。これは、1回の分析でより多くの生物学的情報を取得する方法です。たとえば、40種類の異なる薬剤または薬剤の組み合わせの細胞生存率をテストするために使用できます。[149]腫瘍由来細胞外小胞は尿から分離し、統合型二重濾過マイクロ流体デバイスで検出できます。また、血液から分離し、 2段階増幅酵素アッセイによる電気化学センシング法で検出することもできます。[150] [151]

腫瘍材料は、マイクロ流体デバイスを介して直接検出に使用できます。薬剤のスクリーニングのために初代細胞を検査するには、しばしば癌細胞と非癌細胞を区別する必要があります。細胞が小さな狭窄部を通過する能力に基づいたマイクロ流体チップは、細胞の種類や転移を選別できます。[152] 液滴ベースのマイクロ流体デバイスは、異なる薬剤または薬剤の組み合わせを、原発腫瘍サンプル上で直接、高精度にスクリーニングする可能性を秘めています。この戦略を改善するために、蛍光バーコードと組み合わせた薬剤カクテルの連続的な方法を備えたマイクロ流体プログラムがより効率的です。[153]もう1つの高度な戦略は、懸濁型マイクロチャネル共振器を用いて単一細胞の増殖速度を検出することであり、これにより希少CTCの薬剤感受性を予測できます。[154]

マイクロ流体デバイスは腫瘍微小環境をシミュレートし、抗がん剤の試験にも役立ちます。2Dまたは3D細胞培養が可能なマイクロ流体デバイスは、様々な癌システム（肺癌や卵巣癌など）のスフェロイドを分析するために使用でき、複数の抗がん剤や毒性試験に不可欠です。この戦略は、スフェロイドのスループットと生産量を向上させることで改善できます。例えば、3D細胞培養用の液滴ベースマイクロ流体デバイス1つで、チップ1つあたり500個のスフェロイドを生産できます。[155]これらのスフェロイドは、分析およびモニタリングのために、異なる環境でより長く培養することができます。もう一つの先進技術は、臓器オンチップです。これは、血管の模倣に基づいて薬物の代謝と活性を決定するために複数の臓器をシミュレートするために使用できます。また、pH、酸素などを模倣して、薬物とヒトの臓器環境との関係を分析することもできます。[155]

単一細胞クロマチン免疫沈降（ChiP）シーケンシングに関連する戦略の1つはドロップレットです。これは、ドロップレットベースの単一細胞RNAシーケンシングとDNAバーコード抗体を組み合わせることで機能し、遺伝子型と表現型による腫瘍の異質性を調査し、個別化された抗がん剤を選択してがんの再発を防ぐことが期待されます。[156]

キャピラリー電気泳動

この分野における重要な進歩の一つは、Z.ヒュー・ファンとD.ジェッド・ハリソンによって実証された、マイクロチップ上に集積されたキャピラリー電気泳動（CE）システムの開発です。彼らは、マイクロマシニング技術を用いて、サンプルインジェクターと分離チャネルを組み込んだ平面ガラスチップを作成しました。この構成により、わずか数秒でアミノ酸を迅速に分離することができ、最大6800理論段という高い分離効率を達成しました。ガラスの熱質量と伝導性によって可能になった高電界の使用により、ジュール熱の影響が最小限に抑えられ、システムは非常に効率的かつ高速になりました。このような革新は、分析化学、特に迅速かつ正確な分析を必要とする用途におけるマイクロ流体デバイスの可能性を浮き彫りにしています。[157]

参照

参考文献

  1. ^ Whitesides, George M. (2006年7月). 「マイクロフルイディクスの起源と未来」 . Nature . 442 (7101): 368–373 . Bibcode :2006Natur.442..368W. doi :10.1038/nature05058. ISSN  0028-0836. PMID  16871203. S2CID  205210989
  2. ^ Terry SC、Jerman JH、Angell JB （ 1979年12月）。「シリコンウェハ上に作製されたガスクロマトグラフ式空気分析装置」。IEEE Transactions on Electron Devices。26 (12): 1880–6。Bibcode :1979ITED...26.1880T。doi : 10.1109/T-ED.1979.19791。S2CID 21971431。  
  3. ^ Kirby BJ（2010年）。マイクロおよびナノスケール流体力学：マイクロ流体デバイスにおける輸送。ケンブリッジ大学出版局。2019年4月28日時点のオリジナルからのアーカイブ。2010年2月13日閲覧
  4. ^ Karniadakis GM, Beskok A, Aluru N (2005).マイクロフローとナノフロー. Springer Verlag .
  5. ^ Bruus H (2007).理論マイクロ流体工学. Oxford University Press
  6. ^ Shkolnikov V (2019).マイクロフルイディクスの原理. Amazon Digital Services LLC - Kdp. ISBN 978-1-7902-1728-1。
  7. ^ Tabeling P (2005).マイクロフルイディクス入門. Oxford University Press . ISBN 978-0-19-856864-3。
  8. ^ Chokkalingam V, Weidenhof B, Krämer M, Maier WF, Herminghaus S, Seemann R (2010年7月). 「ゾル-ゲル反応のための最適化された液滴ベースマイクロフルイディクススキーム」. Lab on a Chip . 10 (13): 1700–1705 . doi :10.1039/b926976b. PMID  20405061
  9. ^ Shestopalov I, Tice JD, Ismagilov RF (2004年8月). 「マイクロ流体液滴ベースシステムにおけるミリ秒単位の時間スケールでのナノ粒子の多段階合成」. Lab on a Chip . 4 (4): 316– 321. doi :10.1039/b403378g. PM​​ID  15269797. 2022年10月22日時点のオリジナルよりアーカイブ
  10. ^ Thomas DJ, McCall C, Tehrani Z, Claypole TC (2017年6月). 「マイクロエレクトロニクスとシリコンを統合した3次元プリント・ラボラトリー・オン・ア・チップ」. Point of Care . 16 (2): 97– 101. doi :10.1097/POC.0000000000000132. S2CID  58306257.
  11. ^ Melin J, van der Wijngaart W, Stemme G (2005年6月). 「連続流閉鎖-開放-閉鎖液体マイクロチャネルの挙動と設計上の考慮事項」. Lab on a Chip . 5 (6): 682– 686. doi :10.1039/b501781e. PMID  15915262.
  12. ^ Frisk T, Rönnholm D, van der Wijngaart W, Stemme G (2006年12月). 「空中サンプルから液体への転送のためのマイクロマシンインターフェースとバイオセンサーシステムへの応用」. Lab on a Chip . 6 (12): 1504– 1509. doi :10.1039/B612526N. PMID  17203153
  13. ^ Frisk T, Sandström N, Eng L, van der Wijngaart W, Månsson P, Stemme G (2008年10月). 「統合型QCMベースの麻薬検知マイクロシステム」. Lab on a Chip . 8 (10): 1648–1657 . doi :10.1039/b800487k. PMID  18813386
  14. ^ Jacksén J, Frisk T, Redeby T, Parmar V, van der Wijngaart W, Stemme G, Emmer A (2007年7月). 「closed-open-closedマイクロチャネルシステムを用いたCEとMALDI-MSのオフライン統合」. Electrophoresis . 28 (14): 2458–2465 . doi : 10.1002/elps.200600735 . PMID  17577881. S2CID  16337938.
  15. ^ abc Berthier J, Brakke KA, Berthier E (2016年8月1日). Open Microfluidics . doi :10.1002/9781118720936. ISBN 978-1-118-72093-6。
  16. ^ Pfohl T, Mugele F, Seemann R, Herminghaus S (2003年12月). 「複合流体を用いたマイクロ流体工学の動向」(PDF) . ChemPhysChem . 4 (12): 1291– 1298. doi :10.1002/cphc.200300847. PMID  14714376
  17. ^ abc Kaigala GV, Lovchik RD, Delamarche E (2012年11月). 「生物学的界面で局所的な化学反応を行うための『オープンスペース』におけるマイクロフルイディクス」Angewandte Chemie . 51 (45): 11224–11240 . Bibcode :2012ACIE...5111224K. doi :10.1002/anie.201201798. PMID  23111955
  18. ^ Lade, RK; Jochem, KS; Macosko, CW; Francis, LF (2018). 「キャピラリーコーティング：開放型マイクロチャネルにおける流動と乾燥のダイナミクス」Langmuir . 34 (26): 7624– 7639. doi :10.1021/acs.langmuir.8b00811. PMID  29787270.
  19. ^ Li C, Boban M, Tuteja A (2017年4月). 「紙ベースマイクロ流体デバイスにおけるオープンチャネル、油中水型乳化」. Lab on a Chip . 17 (8): 1436– 1441. doi :10.1039/c7lc00114b. PMID  28322402. S2CID  5046916.
  20. ^ ab Casavant BP, Berthier E, Theberge AB, Berthier J, Montanez-Sauri SI, Bischel LL, et al. (2013年6月). 「懸濁マイクロ流体工学」.米国科学アカデミー紀要. 110 (25): 10111–10116 .書誌コード: 2013PNAS..11010111C. doi : 10.1073  / pnas.1302566110 . PMC 3690848. PMID 23729815 
  21. ^ Guckenberger DJ、de Groot TE、Wan AM、Beebe DJ、Young EW（2015年6月）。「マイクロミリング：プラスチック製マイクロ流体デバイスの超高速プロトタイピング法」。Lab on  a Chip。15 ( 11 ) : 2364–2378。doi : 10.1039/ c5lc00234f。PMC 4439323。PMID 25906246 
  22. ^ Truckenmüller R, Rummler Z, Schaller T, Schomburg WK (2002-06-13). 「マイクロ流体分析チップの低コスト熱成形」Journal of Micromechanics and Microengineering . 12 (4) 304: 375–379 . Bibcode :2002JMiMi..12..375T. doi :10.1088/0960-1317/12/4/304. ISSN  0960-1317. S2CID  250860338
  23. ^ Jeon JS、Chung S、Kamm RD、Charest JL（2011年4月）。「マイクロ流体3D細胞培養プラットフォームの製造のためのホットエンボス加工」。Biomedical  Microdevices . 13 ( 2): 325– 333. doi :10.1007/s10544-010-9496-0. PMC 3117225. PMID 21113663 
  24. ^ Young EW、Berthier E、Guckenberger DJ、Sackmann E、Lamers C、Meyvantsson I、他 (2011年2月). 「細胞ベースアッセイのためのポリスチレンアレイ型マイクロ流体システムのラピッドプロトタイピング」.分析化学. 83 (4): 1408–1417 . doi :10.1021/ac102897h . PMC 3052265. PMID  21261280 
  25. ^ Bouaidat S, Hansen O, Bruus H, Berendsen C, Bau-Madsen NK, Thomsen P, et al. (2005年8月). 「表面指向性キャピラリーシステム：理論、実験、そして応用」. Lab on a Chip . 5 (8): 827– 836. doi :10.1039/b502207j. PMID  16027933. S2CID  18125405.
  26. ^ Kachel S, Zhou Y, Scharfer P, Vrančić C, Petrich W, Schabel W (2014年2月). 「開放型マイクロチャネル溝からの蒸発」. Lab on a Chip . 14 (4): 771– 778. doi :10.1039/c3lc50892g. PM​​ID  24345870.
  27. ^ Ogawa M, Hiragana K, Miki N (2015年8月). 「開放環境における微生物培養のためのハイドロゲルマイクロチューブの開発」. 2015年第37回IEEE医学生物学工学会議 (EMBC) 年次国際会議. Vol. 2015. pp.  5896– 5899. doi :10.1109/EMBC.2015.7319733. ISBN 978-1-4244-9271-8. PMID  26737633. S2CID  4089852.
  28. ^ ab Konda A, Morin SA (2017年6月). 「空間的に異なる分岐酸化亜鉛メソ構造アレイの流れ誘導合成」. Nanoscale . 9 (24): 8393–8400 . doi :10.1039/ C7NR02655B . PMID  28604901.
  29. ^ Chang HC, Yeo L (2009).電気運動駆動型マイクロ流体工学およびナノ流体工学. Cambridge University Press .
  30. ^ 「流体トランジスタ」. 2011年7月8日時点のオリジナルからアーカイブ
  31. ^ Wu, S. (2000). 「ナノ流体アプリケーション向けMEMSフローセンサー」. Proceedings IEEE Thirteenth Annual International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (Cat. No.00CH36308). IEEE. pp.  745– 750. doi :10.1109/MEMSYS.2000.838611. ISBN 0-7803-5273-4. 2024年1月24日閲覧. {{cite book}}：|website=無視（ヘルプ）
  32. ^ Churchman AH (2018). 「脂質安定化油殻マイクロバブルの形成のためのフローフォーカスと自己組織化の組み合わせ経路に関連するデータ」. リーズ大学. doi :10.5518/153
  33. ^ abc Chokkalingam V, Tel J, Wimmers F, Liu X, Semenov S, Thiele J, et al. (2013年12月). 「液滴ベースマイクロフルイディクスを用いたサイトカイン分泌免疫細胞における細胞異質性の探究」. Lab on a Chip . 13 (24): 4740– 4744. doi :10.1039/C3LC50945A. PMID  24185478. S2CID  46363431.
  34. ^ ab Chokkalingam V, Herminghaus S, Seemann R (2008). 「マイクロ流体ステップ乳化による単分散液滴の自己同期ペアワイズ生成」. Applied Physics Letters . 93 (25) 254101. Bibcode :2008ApPhL..93y4101C. doi :10.1063/1.3050461. 2013年1月13日時点のオリジナルよりアーカイブ
  35. ^ Teh SY、Lin R、Hung LH、Lee AP（2008年2月）。「液滴マイクロ流体工学」。Lab on a Chip . 8 (2): 198–220 . doi :10.1039/B715524G. PMID  18231657. S2CID  18158748
  36. ^ Prakash M, Gershenfeld N (2007年2月). 「マイクロ流体バブルロジック」. Science . 315 (5813): 832–835 . Bibcode :2007Sci...315..832P. CiteSeerX 10.1.1.673.2864 . doi :10.1126/science.11​​36907. PMID  17289994. S2CID  5882836 
  37. ^ Tenje M, Fornell A, Ohlin M, Nilsson J (2018年2月). 「液滴マイクロ流体における粒子操作法」.分析化学. 90 (3): 1434–1443 . doi : 10.1021/acs.analchem.7b01333 . PMID  29188994. S2CID  46777312
  38. ^ Xi HD, Zheng H, Guo W, Gañán-Calvo AM, Ai Y, Tsao CW, et al. (2017年2月). 「マイクロ流体における能動的な液滴選別：レビュー」. Lab on a Chip . 17 (5): 751–771 . doi :10.1039/C6LC01435F. PMID  28197601.
  39. ^ Niu X, Gulati S, Edel JB, deMello AJ (2008年11月). 「マイクロ流体回路における柱誘起液滴の合体」. Lab on a Chip . 8 (11): 1837–1841 . doi :10.1039/b813325e. PMID  18941682
  40. ^ Samie M, Salari A, Shafii MB (2013年5月). 「非対称T接合における微小液滴の破壊」. Physical Review E. 87 ( 5) 053003. Bibcode :2013PhRvE..87e3003S. doi :10.1103/PhysRevE.87.053003. PMID  23767616.
  41. ^ Le Pesant他, 電気的に制御された流体変位によって動作するデバイス用電極, 米国特許第4,569,575号, 1986年2月11日.
  42. ^ NSF Award Search：詳細検索結果
  43. ^ Lee J, Kim CJ (2000年6月). 「連続エレクトロウェッティングに基づく表面張力駆動型マイクロアクチュエーション」. Journal of Microelectromechanical Systems . 9 (2): 171– 180. Bibcode :2000JMemS...9..171J. doi :10.1109/84.846697. ISSN  1057-7157. S2CID  25996316.
  44. ^ Berthier J, Brakke KA, Berthier E (2016). Open Microfluidics . John Wiley & Sons, Inc. pp.  229– 256. doi :10.1002/9781118720936.ch7. ISBN 978-1-118-72093-6。
  45. ^ Liu M, Suo S, Wu J, Gan Y, Ah Hanaor D, Chen CQ (2019年3月). 「制御可能な毛細管流のための多孔質媒体の調整」. Journal of Colloid and Interface Science . 539 : 379–387 . arXiv : 2106.03526 . Bibcode : 2019JCIS..539..379L. doi : 10.1016/j.jcis.2018.12.068. PMID:  30594833. S2CID  : 58553777.
  46. ^ Galindo-Rosales FJ (2017年5月26日). マイクロフルイディクスにおける複雑な流体の流れ. Springer. ISBN  978-3-319-59593-1。
  47. ^ Loo J, Ho A, Turner A, Mak WC (2019). 「統合型プリントマイクロ流体バイオセンサー」. Trends in Biotechnology . 37 (10): 1104–1120 . doi :10.1016/j.tibtech.2019.03.009. hdl : 1826/15985 . PMID  30992149. S2CID  119536401
  48. ^ Martinez AW, Phillips ST, Butte MJ, Whitesides GM (2007). 「パターン紙を用いた安価で低容量、かつポータブルなバイオアッセイプラットフォーム」. Angewandte Chemie . 46 (8): 1318– 1320. Bibcode :2007ACIE...46.1318M. doi :10.1002/anie.200603817. PMC 3804133. PMID 17211899  . 
  49. ^ Park TS, Yoon JY (2015-03-01). 「スマートフォンを用いた紙製マイクロ流体デバイスによる野外水サンプルからの大腸菌検出」IEEE Sensors Journal . 15 (3): 1902.書誌コード: 2015ISenJ..15.1902P. doi : 10.1109/JSEN.2014.2367039. S2CID  34581378.
  50. ^ DeBlois RW, Bean CP (1970). 「抵抗パルス法によるサブミクロン粒子の計数とサイズ測定」Rev. Sci. Instrum . 41 (7): 909– 916.書誌コード: 1970RScI...41..909D. doi : 10.1063/1.1684724
  51. ^ US 2656508、Wallace H. Coulter、「流体中に懸濁した粒子を計数するための手段」、1953年10月20日発行 
  52. ^ Lewpiriyawong N、Yang C（2012年3月）「側壁AgPDMS電極を用いたサブミクロンおよびミクロン粒子のAC誘電泳動特性評価および分離」、Biomicrofluidics、6 (1) 012807: 12807– 128079 、 doi :10.1063/1.3682049、PMC 3365326、PMID  22662074 
  53. ^ Gnyawali V, Strohm EM, Wang JZ, Tsai SS, Kolios MC (2019年2月). 「ラベルフリー分析のための同時音響および光音響マイクロ流体フローサイトメトリー」. Scientific Reports . 9 (1) 1585. Bibcode :2019NatSR...9.1585G. doi :10.1038/  s41598-018-37771-5 . PMC 6367457. PMID 30733497 
  54. ^ Weiss AC, Krüger K, Besford QA, Schlenk M, Kempe K, Förster S, Caruso F (2019年1月). 「共焦点レーザー走査顕微鏡とマイクロフルイディクスを組み合わせたシリカ微粒子上のタンパク質コロナ形成のin situ特性評価」ACS Applied Materials & Interfaces . 11 (2): 2459– 2469. Bibcode :2019AAMI...11.2459W. doi :10.1021/acsami.8b14307. hdl : 11343/219876 . PMID  30600987. S2CID  58555221
  55. ^ Munaz A、Shiddiky MJ、Nguyen NT（2018年5月）。「磁気泳動  に基づくマイクロ磁気流体工学における最近の進歩と現在の課題」。バイオマイクロフルイディクス。12 ( 3 ) 031501。doi : 10.1063/1.5035388。PMC 6013300。PMID 29983837 
  56. ^ ab Dibaji S, Rezai P (2020-06-01). 「非ニュートン流体中の微粒子の三重慣性-磁気-弾性（TIME）選別」. Journal of Magnetism and Magnetic Materials . 503 166620. Bibcode :2020JMMM..50366620D. doi :10.1016/j.jmmm.2020.166620. ISSN  0304-8853. S2CID  213233645.
  57. ^ Alnaimat F , Dagher S, Mathew B, Hilal-Alnqbi A, Khashan S (2018年11月). 「マイクロフルイディクスに基づく磁気泳動：レビュー」. Chemical Record . 18 (11): 1596–1612 . doi :10.1002/tcr.201800018. PMID  29888856. S2CID  47016122
  58. ^ Unni M, Zhang J, George TJ, Segal MS, Fan ZH, Rinaldi C (2020年3月). 「磁性ナノ粒子のエンジニアリングと細胞分離のためのマイクロ流体工学との統合」. Journal of Colloid and Interface Science . 564 : 204–215 . Bibcode :2020JCIS..564..204U. doi :10.1016/j.jcis.2019.12.092 . PMC 7023483. PMID  31911225 
  59. ^ Xia N, Hunt TP, Mayers BT, Alsberg E, Whitesides GM, Westervelt RM, Ingber DE (2006年12月). 「連続フローにおける生細胞のマイクロ流体-マイクロ磁気分離の組み合わせ」. Biomedical Microdevices . 8 (4): 299– 308. doi :10.1007/s10544-006-0033-0. PMID:  17003962. S2CID  : 14534776.
  60. ^ ab Pamme N (2006年1月). 「磁性とマイクロ流体」. Lab on a Chip . 6 (1): 24– 38. doi :10.1039/B513005K. PMID  : 16372066
  61. ^ Song K, Li G, Zu X, Du Z, Liu L, Hu Z (2020年3月). 「ハイスループット生物医学スクリーニングのためのマイクロ流体システムの製造と応用メカニズム：レビュー」.  Micromachines . 11 ( 3): 297. doi : 10.3390/mi11030297 . PMC 7143183. PMID 32168977 
  62. ^ Gao QH, Zhang WM, Zou HX, Li WB, Yan H, Peng ZK, Meng G (2019). 「磁気アルキメデス効果によるラベルフリー操作：基礎、方法論、そして応用」 . Materials Horizo​​ns . 6 (7): 1359– 1379. doi :10.1039/C8MH01616J. ISSN  2051-6347. S2CID  133309954.
  63. ^ Akiyama Y, Morishima K (2011-04-18). 「磁気アルキメデス効果に基づくラベルフリー細胞凝集体形成」. Applied Physics Letters . 98 (16) 163702. Bibcode :2011ApPhL..98p3702A. doi :10.1063/1.3581883. ISSN  0003-6951.
  64. ^ Nguyen NT, Wereley S (2006).マイクロ流体工学の基礎と応用. Artech House .
  65. ^ DeMello AJ (2006年7月). 「マイクロ流体システムにおける化学反応の制御と検出」. Nature . 442 (7101): 394–402 . Bibcode :2006Natur.442..394D. doi :10.1038/nature05062. PMID:  16871207 . S2CID  :4421580.
  66. ^ Pawell RS, Inglis DW, Barber TJ, Taylor RA (2013). 「低コストのマイクロ流体細胞分離デバイ​​スの製造と湿潤」. Biomicrofluidics . 7 (5) 056501: 56501. doi :10.1063/1.4821315. PMC : 3785532 . PMID:  24404077 
  67. ^ Han, Xue; Zhang, Yonghui; Tian, Jingkun; Wu, Tiange; Li, Zongwen; Xing, Fei; Fu, Shenggui (2022). 「ポリマーベースのマイクロ流体デバイス：作製と応用に関する包括的なレビュー」 . Polymer Engineering & Science . 62 (1): 3–24 . Bibcode :2022PESci..62....3H. doi :10.1002/pen.25831.
  68. ^ Pawell RS, Taylor RA, Morris KV, Barber TJ (2015). 「マイクロ流体部品の検証の自動化」. Microfluidics and Nanofluidics . 18 (4): 657–665 . doi :10.1007/s10404-014-1464-1. S2CID  96793921
  69. ^ Cheng JJ, Nicaise SM, Berggren KK, Gradečak S (2016年1月). 「熱水成長酸化亜鉛ナノワイヤアレイの次元調整」. Nano Letters . 16 (1): 753– 759. Bibcode :2016NanoL..16..753C. doi :10.1021/acs.nanolett.5b04625. PMID  26708095.
  70. ^ Herold KE (2009). Rasooly A (ed.). Lab-on-a-Chip Technology: Fabrication and Microfluidics. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-46-2。
  71. ^ a b Herold KE (2009). Rasooly A (ed.). Lab-on-a-Chip Technology: Biomolecular Separation and Analysis. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9.
  72. ^ Barrett MP, Cooper JM, Regnault C, Holm SH, Beech JP, Tegenfeldt JO, Hochstetter A (2017年10月). 「マイクロフルイディクスに基づくアフリカトリパノソーマ分離アプローチ」. Pathogens . 6 (4): 47. doi : 10.3390/pathogens6040047 . PMC 5750571. PMID  28981471 . 
  73. ^ Jing G, Polaczyk A, Oerther DB, Papautsky I (2007). 「環境中の結核菌検出のためのマイクロ流体バイオセンサーの開発」. Sensors and Actuators B: Chemical . 123 (1): 614– 621. Bibcode :2007SeAcB.123..614J. doi :10.1016/j.snb.2006.07.029
  74. ^ ab Wang P, Robert L, Pelletier J, Dang WL, Taddei F, Wright A, Jun S (2010年6月). 「大腸菌の強固な増殖」. Current Biology . 20 (12): 1099–1103 . Bibcode :2010CBio...20.1099W. doi :10.1016/j.cub.2010.04.045  . PMC 2902570. PMID 20537537 
  75. ^ Manbachi A, Shrivastava S, Cioffi M, Chung BG, Moretti M, Demirci U, et al. (2008年5月). 「溝付き基質内の微小循環はマイクロ流体チャネル内の細胞の位置とドッキングを制御する」. Lab on a Chip . 8 (5): 747–754 . doi :10.1039/B718212K . PMC 2668874. PMID  18432345 
  76. ^ Yliperttula M, Chung BG, Navaladi A, Manbachi A, Urtti A (2008年10月). 「生体材料に対する細胞応答のハイスループットスクリーニング」. European Journal of Pharmaceutical Sciences . 35 (3): 151–160 . doi :10.1016/j.ejps.2008.04.012. PMID  18586092
  77. ^ Gilbert DF, Mofrad SA, Friedrich O, Wiest J (2019年2月). 「周期的条件下で培養された細胞と静的条件下で培養  された細胞の増殖特性」. Cytotechnology . 71 (1): 443–452 . doi :10.1007/s10616-018-0263-z. PMC 6368509. PMID 30515656 
  78. ^ Chung BG, Manbachi A, Saadi W, Lin F, Jeon NL, Khademhosseini A (2007). 「細胞生物学のための勾配生成マイクロ流体デバイス」. Journal of Visualized Experiments . 7 (7): 271. doi :10.3791/271. PMC 2565846. PMID 18989442  . 
  79. ^ ab Pelletier J, Halvorsen K, Ha BY, Paparcone R, Sandler SJ, Woldringh CL, 他 (2012年10月). 「大腸菌染色体の物理的操作によりその柔軟な性質が明らかに」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 109 (40): E2649 – E2656 . Bibcode :2012PNAS..109E2649P. doi : 10.1073/pnas.1208689109 . PMC 3479577. PMID  22984156 .  
  80. ^ Amir A, Babaeipour F, McIntosh DB, Nelson DR, Jun S (2014年4月). 「曲げ力は成長中の細菌細胞壁を塑性変形させる」. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 111 (16): 5778–5783 . arXiv : 1305.5843 . Bibcode : 2014PNAS..111.5778A. doi : 10.1073/ pnas.1317497111 . PMC 4000856. PMID  24711421 
  81. ^ Choi JW, Rosset S, Niklaus M, Adleman JR, Shea H, Psaltis D (2010年3月). 「金属イオン注入を用いたマイクロ流体チャネル内の3次元電極パターニング」. Lab on a Chip . 10 (6): 783–788 . doi :10.1039/B917719A. PMID  20221568
  82. ^ Yetisen AK, Jiang L, Cooper JR, Qin Y, Palanivelu R, Zohar Y (2011年5月). 「植物生殖における花粉管ガイダンスを研究するためのマイクロシステムベースのアッセイ」. J. Micromech. Microeng . 25 (5) 054018. Bibcode :2011JMiMi..21e4018Y. doi :10.1088/0960-1317/21/5/054018. S2CID  12989263
  83. ^ ロウル、ロバート・J.；ボクサー、スティーブン・G.；カッソン、ピーター・M. (2016).「合成DNA-脂質複合体を用いたウイルス膜融合と受容体結合の分離」 生物物理学ジャーナル. 111 (1): 123– 131.書誌コード:2016BpJ...111..123R. doi :10.1016/j.bpj.2016.05.048. PMC 4945621. PMID 27410740 
  84. ^ Verstegen, Monique MA; Coppes, Rob P.; Beghin, Anne; De Coppi, Paolo; Gerli, Mattia FM; de Graeff, Nienke; Pan, Qiuwei; Saito, Yoshimasa; Shi, Shaojun; Zadpoor, Amir A.; van der Laan, Luc JW (2025年2月). 「ヒトオルガノイドの臨床応用」. Nature Medicine . 31 (2): 409– 421. doi :10.1038/s41591-024-03489-3. ISSN  1078-8956. PMID  39901045.
  85. ^ Fan H, Das C, Chen H (2009). 「チップにおける二次元電気泳動」. Herold KE, Rasooly A (編).ラボオンチップ技術：生体分子の分離と分析. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9。
  86. ^ Bontoux N, Dauphinot L, Potier MC (2009). 「単一細胞トランスクリプトーム解析のためのラボオンチップの開発」. Herold KE, Rasooly A (編).ラボオンチップ技術：生体分子の分離と分析. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9。
  87. ^ Cady NC (2009). 「マイクロチップベースのPCR増幅システム」.ラボオンチップ技術：生体分子の分離と分析. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-47-9。
  88. ^ Keymer JE, Galajda P, Muldoon C, Park S, Austin RH (2006年11月). 「ナノファブリケーテッド・ランドスケープにおける細菌メタ個体群」.米国科学アカデミー紀要. 103 (46): 17290–17295 . Bibcode :2006PNAS..10317290K. doi : 10.1073/pnas.0607971103 . PMC 1635019. PMID  17090676 
  89. ^ Hochstetter A, Stellamanns E, Deshpande S, Uppaluri S, Engstler M, Pfohl T (2015年4月). 「マイクロフルイディクスに基づく単一細胞解析により、トリパノソーマにおける薬剤依存性の運動性変化が明らかに」(PDF) . Lab on a Chip . 15 (8): 1961– 1968. doi :10.1039/C5LC00124B. PMID  25756872
  90. ^ Ahmed T, Shimizu TS, Stocker R (2010年11月). 「細菌走化性のためのマイクロフルイディクス」. Integrative Biology . 2 ( 11–12 ): 604–629 . doi :10.1039/C0IB00049C. hdl :1721.1/66851. PMID  20967322
  91. ^ Seymour JR, Simó R, Ahmed T, Stocker R (2010年7月). 「海洋微生物食物網全体におけるジメチルスルホニオプロピオネートへの化学誘引」. Science . 329 (5989): 342– 345. Bibcode :2010Sci...329..342S. doi :10.1126/science.11​​88418. PMID  20647471. S2CID  12511973.
  92. ^ Galajda P, Keymer J, Chaikin P, Austin R (2007年12月). 「漏斗壁が遊泳細菌を濃縮する」. Journal of Bacteriology . 189 (23): 8704–8707 . doi :10.1128/JB.01033-07 . PMC 2168927. PMID  17890308 
  93. ^ Angelani L, Di Leonardo R, Ruocco G (2009年1月). 「バクテリア槽内での自己始動マイクロモーター」. Physical Review Letters . 102 (4) 048104. arXiv : 0812.2375 . Bibcode : 2009PhRvL.102d8104A. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.048104. PMID  19257480. S2CID  33943502
  94. ^ Di Leonardo R, Angelani L, Dell'arciprete D, Ruocco G, Iebba V, Schippa S, 他 (2010年5月). 「細菌のラチェットモーター」.米国科学アカデミー紀要. 107 (21): 9541–9545 . arXiv : 0910.2899 . Bibcode : 2010PNAS..107.9541D. doi : 10.1073/  pnas.0910426107 . PMC 2906854. PMID 20457936 
  95. ^ Sokolov A, Apodaca MM, Grzybowski BA, Aranson IS (2010年1月). 「遊泳細菌が微小な歯車を動かす」. 米国科学アカデミー紀要. 107 (3): 969–974 .書誌コード: 2010PNAS..107..969S. doi : 10.1073/pnas.0913015107 . PMC 2824308. PMID 20080560 
  96. ^ Grilli S, Miccio L, Vespini V, Finizio A, De Nicola S, Ferraro P (2008年5月). 「ニオブ酸リチウム基板上での選択的エレクトロウェッティングによる液体マイクロレンズアレイの活性化」. Optics Express . 16 (11): 8084– 8093. Bibcode :2008OExpr..16.8084G. doi : 10.1364/OE.16.008084 . PMID:  18545521. S2CID  : 15923737.
  97. ^ Ferraro P, Miccio L, Grilli S, Finizio A, De Nicola S, Vespini V (2008). 「チューナブルマイクロレンズアレイのための薄い液体膜の操作」. Optics and Photonics News . 19 (12): 34. doi :10.1364/OPN.19.12.000034.
  98. ^ Pégard NC, Toth ML, Driscoll M, Fleischer JW (2014年12月). 「フロースキャン光トモグラフィー」. Lab on a Chip . 14 (23): 4447– 4450. doi :10.1039/C4LC00701H . PMC 5859944. PMID  25256716 
  99. ^ Pégard NC, Fleischer JW (2012). 「傾斜チャネルを用いた3Dマイクロ流体顕微鏡法」. Biomedical Optics and 3-D Imaging . doi :10.1364/BIOMED.2012.BM4B.4. ISBN 978-1-55752-942-8。
  100. ^ Lu CH, Pégard NC, Fleischer JW (2013年4月22日). 「フローベースの構造化照明」. Applied Physics Letters . 102 (16) 161115. Bibcode :2013ApPhL.102p1115L. doi :10.1063/1.4802091
  101. ^ ab Kirsanov, D.; Babain, V.; Agafonova-Moroz, M.; Lumpov, A.; Legin, A. (2012-03-01). 「光学分光法とケモメトリックス技術の組み合わせ ― 使用済み核燃料（SNF）再処理のオンラインモニタリングのための可能な方法」 Radiochimica Acta . 100 (3): 185–188 . doi :10.1524/ract.2012.1901. S2CID  101475605
  102. ^ ab ネルソン, ギルバート L.; ラッキー, ホープ E.; ベロ, ジョブ M.; フェルミー, ヘザー M.; ブライアン, ハンナ B.; ラマディ, ファブリス; ブライアン, サミュエル A.; ラインズ, アマンダ M. (2021-01-26). 「マイクロスケール処理の実現：マイクロ流体オンラインモニタリングのためのラマン分光法と吸光分光法の併用」.分析化学. 93 (3): 1643– 1651. doi :10.1021/acs.analchem.0c04225. ISSN  0003-2700. OSTI  1783814. PMID  33337856. S2CID  229323758
  103. ^ abcde Mattio, Elodie; Caleyron, Audrey; Miguirditchian, Manuel; Lines, Amanda M.; Bryan, Samuel A.; Lackey, Hope E.; Rodriguez-Ruiz, Isaac; Lamadie, Fabrice (2022年5月). 「マイクロ流体インサイチュー分光光度計によるアクチニドの多重酸化状態分析へのアプローチ」. Applied Spectroscopy . 76 (5): 580– 589. Bibcode :2022ApSpe..76..580M. doi :10.1177/00037028211063916. ISSN  0003-7028. PMID  35108115. S2CID  246488502 – Sage Journals経由.
  104. ^ ブライアンSA、タチアナ・G・レヴィツカイア、ジョンセンAM、オートンCR、ピーターソンJM（2011年9月）。「使用済み核燃料再処理ストリームの分光モニタリング：ラマン分光法、可視分光法、近赤外分光法による使用済み燃料溶液の評価」 Radiochimica Acta 99 ( 9): 563–572 . doi :10.1524/ract.2011.1865. ISSN  0033-8230. S2CID  95632074
  105. ^ ネルソン、ギルバート・L.、ラインズ、アマンダ・M.、ベロ、ジョブ・M.、ブライアン、サミュエル・A. (2019年9月27日). 「マイクロ流体チップ内の溶液のオンラインモニタリング：ラマン分光と紫外可視分光法の同時測定」 ACSセンサー. 4 (9): 2288– 2295.書誌コード:2019ACSSe...4.2288N. doi :10.1021/acssensors.9b00736. ISSN  2379-3694. PMID  31434479. S2CID  201275176
  106. ^ ab Rodríguez-Ruiz, Isaac; Lamadie, Fabrice; Charton, Sophie (2018-02-20). 「極めて拡張された紫外-可視吸光度直線範囲におけるウラン(VI)オンチップマイクロリットル濃度測定」 .分析化学. 90 (4): 2456– 2460. doi :10.1021/acs.analchem.7b05162. ISSN  0003-2700. PMID  29327582
  107. ^ Mattio, Elodie; Lamadie, Fabrice; Rodriguez-Ruiz, Isaac; Cames, Beatrice; Charton, Sophie (2020-02-01). 「核応用のためのフォトニック・ラボオンチップ分析システム：化学物質曝露およびガンマ線照射後の光学性能とUV-Vis-IR材料特性評価」Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry . 323 (2): 965– 973. Bibcode :2020JRNC..323..965M. doi :10.1007/s10967-019-06992-x. ISSN  1588-2780. S2CID  209441127.
  108. ^ Kim JY, Cho SW, Kang DK, Edel JB, Chang SI, deMello AJ, O'Hare D (2012年9月). 「分離と高周波区画化のための液滴ベースマイクロフルイディクスを統合したラボチップHPLC」. Chemical Communications . 48 (73): 9144– 9146. doi :10.1039/c2cc33774f. PMID  22871959.
  109. ^ Ochoa A, Álvarez-Bohórquez E, Castillero E, Olguin LF (2017年5月). 「HPLCに結合した液滴ベースマイクロフルイディクスを用いた粗天然抽出物中の酵素阻害剤の検出」.分析化学. 89 (9): 4889–4896 . doi :10.1021/acs.analchem.6b04988. PMID  28374582
  110. ^ Gerhardt RF, Peretzki AJ, Piendl SK, Belder D (2017年12月). 「統合型マイクロ流体ガラスチップにおける高圧チップHPLCと液滴マイクロ流体のシームレスな組み合わせ」.分析化学. 89 (23): 13030–13037 . doi :10.1021/acs.analchem.7b04331. PMID  29096060
  111. ^ Killeen K, Yin H, Sobek D, Brennen R, Van de Goor T (2003年10月). Chip-LC/MS：ポリマーマイクロフルイディクスを用いたHPLC-MS (PDF) . 第7回小型化学・ブロケミカル分析システム国際会議. Proc MicroTAS . スコーバレー、カリフォルニア州、米国. pp.  481– 484
  112. ^ Vollmer M, Hörth P, Rozing G, Couté Y, Grimm R, Hochstrasser D, Sanchez JC (2006年3月). 「HPLC-chip/MSを用いた核小体プロテオームの多次元HPLC/MS」. Journal of Separation Science . 29 (4): 499– 509. doi :10.1002/jssc.200500334. PMID  16583688.
  113. ^ Reichmuth DS, Shepodd TJ, Kirby BJ (2005年5月). 「ペプチドおよびタンパク質のマイクロチップHPLC」. Analytical Chemistry . 77 (9): 2997– 3000. doi :10.1021/ac048358r. PMID  15859622
  114. ^ Hardouin J, Duchateau M, Joubert-Caron R, Caron M (2006). 「プロテオミクスによるタンパク質同定の信頼性を高めるための統合型マイクロ流体デバイス（HPLC-Chip-MS）の有用性」Rapid Communications in Mass Spectrometry . 20 (21): 3236– 3244. Bibcode :2006RCMS...20.3236H. doi :10.1002/rcm.2725. PMID  17016832
  115. ^ Brennen RA, Yin H, Killeen KP (2007年12月). 「ナノフローチップLCのためのマイクロ流体勾配形成」.分析化学. 79 (24): 9302– 9309. doi :10.1021/ac0712805. PMID  17997523.
  116. ^ Zhu KY、Leung KW、Ting AK、Wong ZC、Ng WY、Choi RC他 (2012年3月). 「マイクロ流体チップベースのナノ液体クロマトグラフィーとタンデム質量分析法によるヒト毛髪中の乱用薬物および代謝物の測定」.分析・生化学化学. 402 (9): 2805– 2815. doi :10.1007/s00216-012-5711-6. PMID  22281681. S2CID  7748546
  117. ^ Polat AN, Kraiczek K, Heck AJ, Raijmakers R, Mohammed S (2012年11月). 「マイクロ流体HPLCホスホチップを用いた完全自動化同位体ジメチル標識およびリン酸化ペプチド濃縮」. Analytical and Bioanalytical Chemistry . 404 (8): 2507–2512 . doi :10.1007/s00216-012-6395-7. PMID  22975804. S2CID  32545802.
  118. ^ Santiago JG. 「PEM燃料電池における水管理」.スタンフォード・マイクロフルイディクス研究所. 2008年6月28日時点のオリジナルよりアーカイブ
  119. ^ Tretkoff E (2005年5月). 「マイクロフルイディクスを用いたより優れた燃料電池の構築」. APS News . 14 (5): 3.
  120. ^ Allen J. 「MnITマイクロフルイディクス研究所における燃料電池イニシアチブ」. ミシガン工科大学. 2008年3月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  121. ^ 「NASA​​宇宙生物学戦略 2015」(PDF) . 2016年12月22日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ
  122. ^ Beebe DJ、Mensing GA、Walker GM (2002). 「生物学におけるマイクロ流体の物理学と応用」. Annual Review of Biomedical Engineering . 4 : 261–286 . doi :10.1146/annurev.bioeng.4.112601.125916. PMID  12117759
  123. ^ Theberge AB, Courtois F, Schaerli Y, Fischlechner M, Abell C, Hollfelder F, Huck WT (2010年8月). 「マイクロフルイディクスにおけるマイクロドロップレット：化学と生物学における発見のための進化するプラットフォーム」(PDF) . Angewandte Chemie . 49 (34): 5846– 5868. Bibcode :2010ACIE...49.5846T. doi :10.1002/anie.200906653. PMID  20572214. S2CID  18609389.
  124. ^ van Dinther AM, Schroën CG, Vergeldt FJ, van der Sman RG, Boom RM (2012年5月). 「マイクロ流体デバイスにおける懸濁液の流れ ― 濃度勾配と速度勾配に着目した実験手法のレビュー」.コロイドおよび界面科学の進歩. 173 : 23– 34. doi :10.1016/j.cis.2012.02.003. PMID  22405541.
  125. ^ Mora MF、Greer F、Stockton AM、Bryant S、Willis PA（2011年11月）。「地球外原位置分析のためのマイクロ流体工学の完全自動化に向けて」分析化学83 (22): 8636–8641 . doi :10.1021/ac202095k. PMID  21972965
  126. ^ Chiesl TN, Chu WK, Stockton AM, Amashukeli X, Grunthaner F, Mathies RA (2009年4月). 「Pacific BlueとMars Organic Analyzerマイクロチップキャピラリー電気泳動システムを用いたアミンおよびアミノ酸分析の強化」.分析化学. 81 (7): 2537–2544 . doi :10.1021/ac8023334. PMID  19245228
  127. ^ Kaiser RI、Stockton AM、Kim YS、Jensen EC、Mathies RA (2013). 「星間モデル氷におけるジペプチドの形成について」. The Astrophysical Journal . 765 (2): 111. Bibcode :2013ApJ...765..111K. doi : 10.1088/0004-637X/765/2/111 . ISSN  0004-637X. S2CID  45120615
  128. ^ Stockton AM、Tjin CC、Chiesl TN、Mathies RA（2011年7月）。「Mars Organic Analyzerマイクロチップキャピラリー電気泳動システムによる炭素質バイオマーカーの分析：カルボン酸」。 アストロバイオロジー。11 ( 6): 519–528。書誌コード: 2011AsBio..11..519S。doi :10.1089/ast.2011.0634。PMID 21790324
  129. ^ Stockton AM、Tjin CC、Huang GL、Benhabib M、Chiesl TN、Mathies RA（2010年11月）。「Mars Organic Analyzerマイクロチップキャピラリー電気泳動システムによる炭素質バイオマーカーの分析：アルデヒドとケトン」。電気泳動。31 ( 22): 3642–3649 . doi :10.1002/elps.201000424. PMID  20967779. S2CID  34503284
  130. ^ Mora MF, Stockton AM, Willis PA (2015). 「惑星の原位置調査のためのマイクロチップキャピラリー電気泳動によるチオール分析」.マイクロチップキャピラリー電気泳動プロトコル. Methods in Molecular Biology. Vol. 1274. ニューヨーク：Humana Press. pp.  43– 52. doi :10.1007/978-1-4939-2353-3_4. ISBN 978-1-4939-2352-6. PMID  25673481
  131. ^ Bowden SA、Wilson R、Taylor C、Cooper JM、Parnell J（2007年1月）。「マイクロ流体フォーマットを用いた硫酸塩鉱物からの結晶内バイオマーカーおよびその他の有機化合物の抽出 - マイクロ流体Hセルを用いた遠隔化石生命検出の実現可能性調査」。International Journal  of Astrobiology。6 ( 1 ): 27– 36。Bibcode : 2007IJAsB ... 6...27B。doi :10.1017/S147355040600351X。ISSN 1475-3006。S2CID  123048038
  132. ^ abc Neethirajan, Suresh; Kobayashi, Isao; Nakajima, Mitsutoshi; Wu, Dan; Nandagopal, Saravanan; Lin, Francis (2011). 「食品、農業、バイオシステム産業のためのマイクロフルイディクス」 . Lab on a Chip . 11 (9): 1574–1586 . doi :10.1039/c0lc00230e. ISSN  1473-0197. PMID  21431239
  133. ^ ヴァーマ、キラン；タラフダー、アヨン；バドグジャー、プララブド C.（2021年1月）「マイクロフルイディクス支援トラガカントガムベースのサブミクロンクルクミン懸濁液とその特性評価」LWT . 135 110269. doi :10.1016/j.lwt.2020.110269. ISSN  0023-6438. S2CID  224875232
  134. ^ Hsiao, Ching-Ju; Lin, Jui-Fen; Wen, Hsin-Yi; Lin, Yu-Mei; Yang, Chih-Hui; Huang, Keng-Shiang; Shaw, Jei-Fu (2020-02-15). 「液滴マイクロ流体工学に基づくクロロフィル封入ポリカプロラクトン微粒子を用いたクロロフィルの安定性向上」 . Food Chemistry . 306 125300. doi :10.1016/j.foodchem.2019.125300. ISSN  0308-8146. PMID  31562927. S2CID  201219877
  135. ^ He, Shan; Joseph, Nikita; Feng, Shilun; Jellicoe, Matt; Raston, Colin L. (2020). 「食品加工におけるマイクロ流体技術の応用」. Food & Function . 11 (7): 5726– 5737. doi :10.1039/d0fo01278e. ISSN  2042-6496. PMID  32584365. S2CID  220059922.
  136. ^ ab Hinderink, Emma BA; Kaade, Wael; Sagis, Leonard; Schroën, Karin; Berton-Carabin, Claire C. (2020-05-01). 「エンドウ豆タンパク質安定化エマルジョンの凝集感受性に関するマイクロ流体研究：タンパク質酸化レベルの効果」. Food Hydrocolloids . 102 105610. doi : 10.1016/j.foodhyd.2019.105610 . ISSN  0268-005X. S2CID  212935489.
  137. ^ Zhang, Jia; Xu, Wenhua; Xu, Fengying; Lu, Wangwang; Hu, Liuyun; Zhou, Jianlin; Zhang, Chen; Jiang, Zhuo (2021年2月). 「マイクロ3Dプリンティングで作製した共流デバイスにおけるマイクロ流体液滴形成」. Journal of Food Engineering . 290 110212. doi :10.1016/j.jfoodeng.2020.110212. ISSN  0260-8774. S2CID  224841971
  138. ^ ab Harmon JB、Gray HK、Young CC、Schwab KJ (2020) マイクロ流体液滴を用いたフレッシュカット農産物洗浄水中の細菌監視への応用。PLoS ONE 15(6): e0233239. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233239
  139. ^ ab Trofimchuk, Evan; Hu, Yaxi; Nilghaz, Azadeh; Hua, Marti Z.; Sun, Selina; Lu, Xiaonan (2020-06-30). 「肉中の亜硝酸塩の測定のための紙ベースマイクロ流体デバイスの開発」 . Food Chemistry . 316 126396. doi :10.1016/j.foodchem.2020.126396. ISSN  0308-8146. PMID  32066068. S2CID  211160645
  140. ^ Ko, Chien-Hsuan; Liu, Chan-Chiung; Chen, Kuan-Hong; Sheu, Fuu; Fu, Lung-Ming; Chen, Szu-Jui (2021-05-30). 「食品中の安息香酸ナトリウム検出のためのマイクロ流体比色分析システム」 . Food Chemistry . 345 128773. doi :10.1016/j.foodchem.2020.128773. ISSN  0308-8146. PMID  33302108. S2CID  228100279
  141. ^ Trofimchuk, Evan; Nilghaz, Azadeh; Sun, Selina; Lu, Xiaonan (2020). 「コーヒーリング効果と紙ベースのマイクロ流体デバイスとスマートフォンベースの検出を組み合わせた食品中のノルフロキサシン残留物の測定」 . Journal of Food Science . 85 (3): 736– 743. doi :10.1111/1750-3841.15039. ISSN  1750-3841. PMID  32017096. S2CID  211023292
  142. ^ ab Hajji I, Serra M, Geremie L, Ferrante I, Renault R, Viovy JL, Descroix S, Ferraro D (2020). 「がん診断アプリケーションに特化した高速かつ連続フローRT-qPCR分析のための液滴マイクロ流体プラットフォーム」Sensors and Actuators B: Chemical . 303 127171. Bibcode :2020SeAcB.30327171H. doi :10.1016/j.snb.2019.127171. hdl : 11577/3466621 . S2CID  208705450.
  143. ^ Macosko EZ, Basu A, Satija R, Nemesh J, Shekhar K, Goldman M, 他 (2015年5月). 「ナノリットル液滴を用いた個別細胞の高度並列ゲノムワイド発現プロファイリング」. Cell . 161 (5): 1202–1214 . doi :10.1016/j.cell.2015.05.002 . PMC 4481139. PMID  26000488 
  144. ^ Liu P, Liang H, Xue L, Yang C, Liu Y, Zhou K, Jiang X (2012年7月). 「COLD-PCR/TaqMan®-MGBプローブジェノタイピング法を用いた血漿ベースのKRAS変異解析の潜在的な臨床的意義」. Experimental and Therapeutic Medicine . 4 (1): 109–112 . doi :10.3892/etm.2012.566 . PMC 3460285. PMID  23060932 
  145. ^ Manak MS、Varsanik JS、Hogan BJ、Whitfield MJ、Su WR、Joshi N、他 (2018年10月). 「機械学習によるがん患者のリスク層別化のための生細胞表現型バイオマーカーマイクロ流体アッセイ」 Nature Biomedical Engineering . 2 (10): 761– 772. doi :10.1038/s41551-018-0285-z. PMC 6407716. PMID 30854249 
  146. ^ Karabacak NM, Spuhler PS, Fachin F, Lim EJ, Pai V, Ozkumur E, et al. (2014年3月). 「マイクロ流体マーカーフリーによる血液サンプルからの循環腫瘍細胞の分離」. Nature Protocols . 9 (3): 694–710 . doi :10.1038/nprot.2014.044 . PMC 4179254. PMID  24577360 
  147. ^ Warburg O, Wind F, Negelein E (1927年3月). 「体内の腫瘍の代謝」. The Journal of General Physiology . 8 (6): 519– 530. doi :10.1085/jgp.8.6.519 . PMC 2140820. PMID  19872213 
  148. ^ Gascoyne PR, Noshari J, Anderson TJ, Becker FF (2009年4月). 「誘電泳動による細胞混合物からの希少細胞の分離」.電気泳動. 30 (8): 1388– 1398. doi :10.1002/elps.200800373. PMC 3754902. PMID 19306266  . 
  149. ^ Yu M, Bardia A, Aceto N, Bersani F, Madden MW, Donaldson MC, 他 (2014年7月). 「がん治療．薬剤感受性の個別化試験のための循環乳がん細胞の体外培養」. Science . 345 (6193): 216–220 . Bibcode :2014Sci...345..216Y. doi :10.1126/science.1253533 . PMC 4358808. PMID  25013076 
  150. ^ Liang LG、Kong MQ、Zhou S、Sheng YF、Wang P、Yu T、他 (2017年4月). 「膀胱がんの検出のための尿中細胞外小胞の分離、濃縮、定量化のための統合型二重濾過マイクロ流体デバイス」. Scientific Reports . 7 (1) 46224. Bibcode :2017NatSR...746224L. doi :10.1038/srep46224 . PMC 5402302. PMID  28436447 
  151. ^ Mathew DG、Beekman P、Lemay SG、Zuilhof H、Le Gac S、van der Wiel WG（2020年2月）。「ナノインターディジタル電極による腫瘍由来細胞外小胞の電気化学的検出」。Nano Letters  20 ( 2 ) : 820–828 。書誌コード:2020NanoL..20..820M。doi :10.1021/ acs.nanolett.9b02741。PMC 7020140。PMID 31536360 
  152. ^ Liu Z, Lee Y, Jang JH, Li Y, Han X, Yokoi K, 他 (2015年9月). 「がん細胞の輸送性と浸潤性のマイクロフルイディックサイトメトリー解析」.  Scientific Reports . 5 (1) 14272. Bibcode :2015NatSR...514272L. doi :10.1038/srep14272. PMC 4585905. PMID 26404901 
  153. ^ Eduati F, Utharala R, Madhavan D, Neumann UP, Longerich T, Cramer T, 他 (2018年6月). 「がん生検におけるコンビナトリアル薬剤スクリーニングのためのマイクロフルイディクスプラットフォーム」.  Nature Communications . 9 (1) 2434. Bibcode :2018NatCo...9.2434E. doi :10.1038/s41467-018-04919-w. PMC 6015045. PMID 29934552 
  154. ^ Stevens MM, Maire CL, Chou N, Murakami MA, Knoff DS, Kikuchi Y, et al. (2016年11月). 「単一癌細胞の薬剤感受性は質量蓄積速度の変化によって予測される」Nature Biotechnology . 34 (11): 1161– 1167. doi :10.1038/nbt.3697. PMC 5142231 . PMID  27723727. 
  155. ^ ab Sart S, Tomasi RF, Amselem G, Baroud CN (2017年9月). 「マルチスケールサイトメトリーとチップ上の3D細胞培養の制御」.  Nature Communications . 8 (1) 469. Bibcode :2017NatCo...8..469S. doi :10.1038/s41467-017-00475-x. PMC 5589863. PMID 28883466 
  156. ^ Grosselin K, Durand A, Marsolier J, Poitou A, Marangoni E, Nemati F, 他 (2019年6月). 「ハイスループットシングルセルChIP-seqは乳がんにおけるクロマチン状態の不均一性を特定する」Nature Genetics . 51 (6): 1060–1066 . doi :10.1038/s41588-019-0424-9. PMID  31152164. S2CID  171094979
  157. ^ Fan, Zhonghui H.; Harrison, D. Jed. (1994-01-01). 「ガラスチップ上へのキャピラリー電気泳動インジェクターおよびセパレーターのマイクロマシニングとキャピラリー交差点における流れの評価」 . Analytical Chemistry . 66 (1): 177–184 . doi :10.1021/ac00073a029. ISSN  0003-2700.

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  • Yetisen AK, Akram MS, Lowe CR (2013年6月). 「紙ベースのマイクロ流体ポイントオブケア診断デバイス」. Lab on a Chip . 13 (12): 2210–2251 . doi :10.1039/C3LC50169H. PMID  : 23652632. S2CID :  17745196.
  • Whitesides GM (2006年7月). 「マイクロ流体工学の起源と未来」. Nature . 442 (7101): 368–373 . Bibcode :2006Natur.442..368W. doi :10.1038/nature05058. PMID:  16871203. S2CID  : 205210989
  • Seemann R, Brinkmann M, Pfohl T, Herminghaus S (2012年1月). 「液滴ベースのマイクロ流体工学」. Reports on Progress in Physics . 75 (1) 016601. Bibcode :2012RPPh...75a6601S. doi :10.1088/0034-4885/75/1/016601. PMID:  22790308. S2CID  : 5206697.
  • Squires TM, Quake SR (2005). 「マイクロフルイディクス：ナノリットルスケールの流体物理学」（PDF） . Reviews of Modern Physics . 77 (3): 977– 1026.書誌コード: 2005RvMP...77..977S. doi : 10.1103/RevModPhys.77.977.
  • Yetisen AK, Volpatti LR (2014年7月). 「マイクロフルイディクスにおける特許保護とライセンス」. Lab on a Chip . 14 (13): 2217– 2225. doi : 10.1039/C4LC00399C. PMID  24825780. S2CID  8669721
  • Chen K (2011). 「マイクロフルイディクスと薬物研究の未来」. Journal of Undergraduate Life Sciences . 5 (1): 66–69 . 2012年3月31日時点のオリジナルからのアーカイブ。 2011年8月30日閲覧。
  • Angell JB, Terry SC, Barth PW (1983年4月). 「シリコンマイクロメカニカルデバイス」. Scientific American . 248 (4): 44–55 .書誌コード:1983SciAm.248d..44A. doi :10.1038/scientificamerican0483-44
  • Carugo D, Bottaro E, Owen J, Stride E, Nastruzzi C (2016年5月). 「マイクロフルイディクスによるリポソーム製造：可能性と制限要因」. Scientific Reports . 6 25876. Bibcode :2016NatSR...625876C. doi :10.1038/srep25876 . PMC  4872163. PMID  27194474
  • Chossat JB、Park YL、Wood RJ、Duchaine V（2013年9月）。「イオン性液体および金属液体に基づくソフトひずみセンサー」。IEEE Sensors Journal . 13 (9): 3405– 3414. Bibcode :2013ISenJ..13.3405C. CiteSeerX  10.1.1.640.4976 . doi :10.1109/JSEN.2013.2263797. S2CID  14492585
  • Tseng TM, Li M, Freitas DN, Mongersun A, Araci IE, Ho TY, Schlichtmann U (2018). Columba S: マイクロ流体大規模統合のためのスケーラブルなコレイアウト設計自動化ツール(PDF) . Proceedings of the 55th Annual Design Automation Conference. p. 163. 2023年4月9日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  • Bruus H (2008).理論マイクロ流体工学. オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-923509-4。
  • フォルチ、アルバート. 『Hidden in Plain Sight: The History, Science, and Engineering of Microfluidic Technology』（MIT Press, 2022）オンラインレビュー
  • Herold KE, Rasooly A (2009). 『Lab-on-a-Chip Technology: Fabrication and Microfluidics』. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-46-2。
  • Kelly R, ed. (2012). 『Advances in Microfluidics』. ワシントン州リッチランド、米国：パシフィック・ノースウェスト国立研究所. ISBN 978-953-510-106-2。
  • Jenkins G, Mansfield CD (2012). 『Microfluidic Diagnostics』. Humana Press. ISBN 978-1-62703-133-2。
  • Li X、Zhou Y編 (2013).バイオメディカル用途向けマイクロ流体デバイス. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-85709-697-5。
  • Tabeling P (2006).マイクロフルイディクス入門. Oxford UP. ISBN 978-0-19-856864-3。