バイオマイクロシステム工学

Bio-microsystem engineering

専門教育科目

バイオマイクロシステム工学

工学部

3年

HETBK3MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

内海 裕一

工学研究科

日本語

目標3／目標9／目標12／目標14／目標15

木曜２限終了後30分
講義室にて

u107y000@guh.u-hyogo.ac.jp
 または　boyciana@bc4.so-net.ne.jp

3◎

4◎

1-1◎

ー

バイオマイクロシステムの主要システムであるマイクロ化学システムを中心に、ミクロ空間における流体の振る舞いや化学反応の基礎から、分析、合成等の各種機能に至る構成原理を理解し、臨床検査、創薬、微量分析への適用を理解する。さらに生物機能の機序解析への展開を学びつつバイオマイクロシステムに対する知見を深める。

講義内容；バイオマイクロシステムは細胞組織や各種の生体高分子の機能を体外で維持したまま、これらの物質・エネルギー・情報伝達や酵素・免疫反応、並びに各種刺激に対する応答などを制御された条件下で把握、解明するためのプラットフォームである。このシステムで特に重要なのは、幅数百μｍ以下のマイクロチャンネルを用いたマイクロ化学システム（Micro Fluidics）であり、ナノマイクロ空間での物質移動や反応、分離、濃縮などの各種の単位化学操作を実現することにより、ナノマイクロ生体場での各種のイベントを模倣できる特長を有している。本講義では、生体を構成する核酸、タンパク質、脂質、糖鎖等の基本的な機能からミクロ領域における流体の振る舞いや化学反応の基礎を理解し、バイオマイクロデバイスを構成する各種機能の原理と各種応用、生体場のセンシング方法についての知見を深める。
授業計画
第１回マイクロ化学システム概説
第2,3回マイクロ化学システムの流体力学的特性　
1)流体力学的特徴
2)運動方程式・ナビエストークス方程式
第4,5,6回マイクロ化学システムの化学的特性
1) 比表面積と反応
2) ナノ〜マイクロ空間における化学反応の特性
3)表面・界面と電気化学
第7,8,9,10回マイクロ化学システムの要素機能
1)機能と原理
2)能動的要素・受動的要素
3)マイクロチャンネル・マイクロリアクタ・マイクロバルブ
4) 光学センサと化学センサ
第10,11回マイクロ化学システムの作製プロセス
第12,13回マイクロ化学システムの分析適用
1)環境分析、食品検疫
2) DNA,タンパク解析、免疫診断、バイオマーカー検査
第14,15回　生物とその機能
1) 細胞を構成する組織
2) 核酸、タンパク質

特に限定しない

マイクロ化学チップの技術と応用（丸善）
早わかりマイクロ化学チップ（丸善）

授業中で強調した重要ポイントを中心に、自分の理解を定着するために自分のコメントを付けて授業内容をノートにまとめ直す事を推奨する。

採用しない

バイオマイクロシステムの流体挙動や動作基本原理、並びシステムの応用を如何に理解しているかを評価する。評価方法は主に筆記試験とし、場合に応じて特定のテーマに対するレポートを参考として受講姿勢を含めて総合評価する。

定期試験は、授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメント等記載する予定である。
レポートを予備的に課した場合、優れた内容のものを講義の中で紹介しながら講評する場合がある。

レポートを課した場合、学生本人が作成することを前提として いるため、生成系 AI のみを用いて作成することはできませんが、教員の許可があれば、学生はその指示の範囲内で使うことを可とします。

該当しない