石英マイクロリアクター(ARISTORUM®  CHANNEL)

はじめに

当社は、石英ガラスを使って作られた高機能モジュールARISTORUM® を開発いたしました。石英ガラスに微細加工・金属埋設・熱融着などの技術で機能を付加した石英マイクロ加工基板であり、多様な用途にむけた製品化を目指しています。
ARISTORUM® CANNELは、石英ガラスのプレスによる微細加工技術や、精密接合技術、金属埋設技術などを駆使し、新たな機能を付加した石英マイクロリアクターです。樹脂や金属では対応できない高負荷環境下での使用が可能であり、バイオ・医療・化学合成などの各分野での応用開発を進めています。

石英ガラスへの微細形状プレス加工例
図1. 石英ガラスへの微細形状プレス加工例

6枚積層流路(基板サイズ: □20mm、流路幅: 300μm)
図2. 6枚積層流路
(基板サイズ: □20mm、流路幅: 300ミクロメートル)

製品概要

石英マイクロリアクター(ARISTORUM® CHANNEL)の特長

本製品の特長としては以下を挙げることが出来ます。

  • 複雑な形状を一括加工出来ます。(図1)
  • 段差形状なども成形型を加工できる形状であれば対応可能です。
  • 石英ガラスの蓋による封止や、基板の積層化をすることも出来ます。(図2)
  • 封止の際に電極や石英光ファイバーを同時に埋め込むことが可能です。
  • 耐熱性のものであれば異種材料を内包させることが出来ます。

さらに、プレス面積の拡大や加工スピードの高速化、加工精度の向上などを目的に開発を継続しています。

利用の想定されるアプリケーション

今後の市場拡大が見込まれる医療・バイオ分野で利用されるマイクロ-TASやマイクロリアクターを想定しています。また、分析用マイクロ光学セルやマイクロ光学素子、小型ヒーターや各種センサーなどとのハイブリッド化も考えられており、それぞれのアプリケーションに応じた技術開発を進めています。

用語解説

  • 石英ガラス(せきえいがらす)

    二酸化ケイ素(SiO2)の非晶質体。一般的なガラスに比べ耐熱性が高く(1000〜1200℃)、合成石英ガラスなどの高純度なものは可視光や紫外光の透過性に優れます。一方、赤外光に対して吸収を示します。ふっ酸以外の酸とはほとんど反応しませんが、アルカリとは多少反応します。熱膨張係数が5.6×10-7/℃と非常に小さく、そのため耐熱衝撃性に優れます。

  • マイクロTAS(まいくろたす)

    Micro Total Analysis System. 微小総合分析システムと訳されます。化学的操作を微細空間内で行うことで高効率に行い、微量な検体で高精度な分析を高速に行うことを目的としたシステム、或いはその概念です。最終的にはチップ状の基板に全ての操作(試料採取・前処理・測定・解析)を集約することを目標としており、その結果としてPOC(Point of Care)の実現などが期待されています。

  • マイクロリアクター(まいくろりあくたー)

    Micro-reactor. 微小空間で化学的操作を高効率に行うことを特長とする反応機です。体積に比べ面積の比率が大きいために拡散距離の短縮、温度追従性の改善、反応面積の拡大などが期待できます。これまでよりも高収率で目的とする反応生成物を作り出したり、爆発性のあるような危険な反応でも安全に行うことが出来るなどのメリットが得られています。一方で大量生産への対応が今後の課題とされています。

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