国立先进产业技术综合研究所（所长：中钵良二）（以下简称“AIST”）生产测量技术研究中心（研究中心主任：坂本满）生化分析解决方案组研究组长宫崎雅也、AIST（现株式会社Q-Mei研究所）特别研究员杉山大辅等人加入国立农业食品科学研究所（AIST）、国立农业食品科学研究所所长（日本科学技术协会）。堀江毅]（以下简称“NARO”）九州冲绳农业中心高桥正史高级研究员（现为北海道大学农学研究科）国立大学法人佐贺大学[校长高夫布渊]（以下简称“佐贺大学”农学研究科山中健一与副教授合作，只需使不同密度颗粒的混合物流过流道，就可以根据颗粒的密度轻松分离颗粒差异。微流体装置
通过简单地引入待分离的细颗粒混合物并使其流过流道，同时使密度调整后的液体流过新开发的微流体装置，可以将密度高于液体的颗粒与密度较低的颗粒分离。预计它将为医疗和农业环境中的细胞分离技术做出贡献。
有关该技术的详细信息，请参考英国英国皇家化学会学术期刊分析方法
 |
| 图1新开发的微流控装置中基于颗粒密度差的分离概念图 |
离心等方法常用于分离不同密度的颗粒，如生物分子、胶体、聚合物等软质材料时以及细胞等，发生变形、破坏。特别是，当分离各种细胞时，一些细胞可能会被损坏。细胞内物质可能会泄漏并对未受损的细胞产生负面影响。微流体装置用于分离此类细胞和颗粒，因为它们易于操作且分离时间短。然而，许多用于颗粒分离的传统微流控装置施加外部刺激（例如超声波或离心力）来分离颗粒，因此需要能够以低刺激进行颗粒分离的流体装置技术。另外，为了在实际使用中使用，需要降低成本，并且还期望简单的流路结构。
AIST 使用微流体装置来合成有用的化合物、结晶蛋白质并利用微空间的特征。蛋白质组学，一直在研发临床检测技术。此外，在九州地区蓬勃发展的畜牧业中，我们与国家农业食品研究机构和佐贺大学进行了联合研究，开发了一种基于细胞密度差异的简单分离技术，以满足开发优质鸡蛋和体外受精卵的简单选择技术的需求，以提高生产优质犊牛的效率。
图2显示了新开发的微流控装置及其示意图。装置的材料设计易于观察并抑制细胞粘附，考虑到未来在细胞分选中的应用PDMS被使用了。流路是通过将两个具有相同形状的凹槽的部分重叠而形成的，使得凹槽彼此面对，从而使上流路和下流路在直线部分重叠。细颗粒混合物从上下通道汇合处的通道中心引入。流路在图2中红圈所示的分支点处分为上下两段，细颗粒在每个出口处被收集。另外，液体输送是注射泵
 |
| 图2 开发的微流控装置及其示意图 |
使用聚苯乙烯颗粒作为模型颗粒和调整密度的蔗糖溶液作为液体来评估所开发的微流体装置。如图3所示，黑光粒子向上移向通道出口，透明重粒子向下移向通道出口，使得分离密度比液体低和高的粒子成为可能。此外，颗粒在通道中的停留时间越长，颗粒被分离的可能性就越高。通常，当待分离颗粒之间的密度差较小时，需要较强的离心力或较长的分离时间来增大待分离颗粒之间的距离。然而，利用新开发的微流控装置，颗粒可以通过短的垂直运动来分离，因此可以在短时间内分离颗粒，并且无需施加离心力等大的外力。
离心等方法在收集分离后的细颗粒时，需要复杂的操作来防止其他密度的颗粒混入，但利用该装置，分离后只有目标颗粒进入颗粒收集容器，使得收集操作变得容易。此外，由于可以在短时间内收集，因此对待分离颗粒的应力较小，使其适合分离细胞等。据认为，通过根据颗粒的尺寸和密度差优化通道设计，可以分离密度差小的颗粒。该微流控装置的流道结构简单，因此有望以较低的成本生产。
 |
| 图 3 微流体装置中的分离 |
该技术将应用于卵子、体外受精卵等细胞的分离。例如，该技术可以应用于医疗诊断用血样的前处理技术，或者应用于优质鸡蛋和体外受精卵的简单筛选技术，以提高畜牧业生产优质犊牛的效率。一是为扩大优质牛肉生产规模作出贡献，我们将在畜牧业开展示范试验，力争三年内实现实用化。
国立产业技术综合研究所
生产计量技术研究中心生化分析解决方案团队
研究组组长 Masaya Miyazaki 电子邮件：mmiyazaki*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）