完全かつ高自動化された生化学分析をデジタルマイクロ流体チップ上で容易に実施するために、チップの2つの従来構造を柔軟な基板上で統合しハイブリッド構造を構築し、閉鎖領域と開放領域間での液滴の跨域往復運動を研究した。まず、力の平衡解析法に基づき、2つの領域境界における液滴の運動特性を分析し、境界越え条件を導出し、2領域運動実現の最適化策を得た。次に、3種類の柔軟基板上で液滴の2領域往復運動を実現した。その後、閉鎖領域上部電極の空間的横方向位置および縦方向位置が液滴の2領域運動に与える影響を解析した。最後に、上部電極厚さが液滴の2領域運動に与える影響を研究した。実験結果は、閉鎖領域上部電極横方向位置のパターンⅡおよび薄い上部電極が液滴の自由な跨域往復運動の実現に有利であり、液滴の駆動電圧を低減できることを示した。0.8〜1.2 μLの液滴に関しては、ポリエチレンテレフタレート（PET）樹脂シートを基板とした柔軟チップの閉鎖領域電極間距離を150〜350 μmに制御することで液滴の双方向跨域運動が可能である。実験結果は、液滴が閉鎖−開放領域間で自由に往復運動できることを実証し、ハイブリッド構造が単一チップ上での液滴操作および高度な自動化分析検査の実現に寄与することを証明した。

デジタルマイクロ流体;電気湿潤;二領域運動;ハイブリッド構造