用于基因檢測芯片的微型泵和DNA過濾器

松下與比利時IMEC在“IEDM 2010”上公開了兩公司正在共同開發的SNP（single nucleotide polymorphism）檢測芯片開發成果。SNP檢測芯片能夠以數μl（微升）的血液為檢測對象，對SNP等遺傳基因信息進行全自動檢測。

此次開發出了“聚合物致動器泵（Polymer Actuator Pump）”和“DNA過濾器”等關鍵器件。前者起到輸送微量血液和DNA溶液的作用。后者的作用則在于從含有被檢SNP的DNA溶液中高精度篩選出目標 SNP。“向實現硅基板上SNP檢測的全自動化邁進了一大步”。

有助于定制醫療服務的普及

據松下介紹，由于此前的全自動SNP檢測裝置過于龐大且價格昂貴，因此只能應用在專門檢查機構等DNA解析用途，未能在臨床一線得到真正普及。檢測結果的信息反饋也較慢。臨床一線對于能夠使用簡單裝置在短時間內進行SNP檢測的需求非常大。

如果此次正在開發的SNP檢測芯片能夠應用于醫療一線，將有助于推動在普通醫院等的臨床一線普及根據每個人（患者）的體質選擇藥品處方等治療方法的 “定制（Tailor-Made）醫療服務”。由于利用數微升血液即可在短時間內檢測出SNP，因此有望幫助臨床醫生在短時間內判斷出藥物對患者是否有效和疾病有多大的發病風險。

1.5V電壓工作，可利用電池驅動

實現此次的微型泵時，通過在硅基板上層積聚合物薄膜，開發出可沿層積方向大幅伸縮的聚合物致動器。由此又開發出通過該致動器移動隔膜（Diaphragm）實現液體輸送的聚合物致動器泵。這種微型泵可以產生超過30個大氣壓的壓力。

可以輕松實現包括需要高壓的DNA過濾器等的分子篩在內的微流路中的溶液移動。同時由于是在1.5V的低電壓下工作，因此能夠利用電池驅動。另外由于即使切斷驅動電壓也可保持加壓狀態，因此能夠把耗電量控制在最小。

另一方面，在實現DNA過濾器時還有效利用了IMEC的最尖端硅微細加工技術。在直徑為1μm、高度超過20μm的高縱橫比硅圓柱體上實現了以1μm間距規律配置的篩孔結構。當溶液通過這些硅圓柱體群的篩孔時，能夠以50對堿基的高精度分離長度不同的SNP檢體。