マイクロ流体制御技術 2026/09/29

簡介

現在、生化学・バイオメディカル分野では、試薬やサンプルの消費量の多さ、反応や輸送効率の低さ、分析・製造の長時間化、装置の大型化による可搬性の欠如といった課題がある。これらを解決するために、マイクロスケールの流路設計を活用したマイクロ流体制御技術を開発した。比表面積を高め、物質移動及び熱伝達を加速させることで、高価な試薬や貴重な生体サンプルの使用量を大幅に削減し、検査効率を向上させることが可能となる。

技術優勢及特色

マルチスケール数値流体力学シミュレーション技術

• 流体と構造のマルチフィジックス連成（流体・構造連成、熱・流体連成、電場による影響等）を解析。
• マルチスケールモデリングをサポートし、最小スケール100μmから、マイクロスケールからミリメートルスケールまでの流体挙動を正確にシミュレーション。
• 液滴の生成、混合、分離、拡散等の動的挙動を予測。

ハイスループットマイクロ多孔質膜製造技術

• 膜の孔径（≦ϕ10μm）、分布（200μm）、及び形態を精密に制御でき、エマルジョン、分離、ろ過等の応用に適合。
• 疎水・親水性の調整、表面官能基化制御等の機能性コーティング層を統合で、選択性の向上。

精密な流体制御・操作技術

• マイクロリットル（μL）からナノリットル（nL）レベルまでの高精度な流量（1mL/min）・圧力（≦0.3%）制御が可能。
• マルチチャネルの同期制御に対応し、複雑なマイクロ流体操作（二重乳化、液滴作製、混合反応等）に適用。

產業應用及商機

• 可應用產業
• 学術研究機関、ワクチン・医薬品の試作量産、検体の前処理、ポイント・オブ・ケア（POC）、精密医療、個別化医療、及び疾患検出。
• 應用實例
• 清華大学医学環境系、陽明交通大学生命科学研究科、成功大学歯学部、長庚記念病院産婦人科、基分子電測（Molsentech）や嘉碩バイオテク（TST）等と連携し、マイクロ流体チップを共同開発した。これにより迅速な疾患検出、精密な薬剤スクリーニング、リアルタイムでの生体サンプル分析を実現し、医療診断コストを90%削減し、従来比50%増の検査効率を実現した。疾患モデルの構築、POC検査、個別化精密医療の推進に貢献している。