高スループットの単分散ナノリットル/ピコリットル液滴の作製は、デジタルPCR、質量分析、細胞選別などの生物医療分野において極めて重要であり、既存の技術では作製速度は1,000個/秒にとどまっています。本論文では、遠心力とマイクロノズルアレイを組み合わせたマイクロ流体チップを提案し、超高スループットの液滴作製を実現しました。まず、遠心液滴マイクロ流体チップを設計し、有限要素解析によりマイクロノズル寸法、遠心加速度、流量などのパラメータが液滴サイズに与える影響を詳細に解析し、ナノリットル級液滴チップの設計パラメータを得ました。マイクロナノ加工技術を用いて遠心式液滴生成チップを作製し、高スループット液滴生成実験を実施しました。実験およびシミュレーション結果から、液滴サイズは遠心加速度と逆比例し、マイクロノズルサイズと正比例し、広範囲の流量において液滴サイズはほぼ一定であり、優れたロバスト性を示しました。本液滴生成チップは遠心加速度250g～500gの条件下で直径105～145 μmの液滴を秒間27,000個の速度で生成でき、直径の均一性も良好（CV<3％）であり、超高スループット特性を実証しました。

マイクロ流体チップ;液滴;遠心;マイクロノズル;高スループット