水質検査用のガラス製マイクロ化学チップ。直径50ミリで、幾何学模様のように見えるのがミクロンオーダーの流路だ（写真:日経 xTECH）

パナソニックとマイクロ化学技研（川崎市）は、ガラス製のマイクロ化学チップを量産する技術を共同開発したと発表した。マイクロ化学チップとは、液体が流れる幅・深さが数十～数百マイクロメートルの微小な流路を持つデバイスで、微量の液体で混合や反応などの化学プロセスが行える。今回開発したガラス製マイクロ化学チップの量産技術は、金型を使ってガラスを加工する「ガラスモールド工法」

を採用。従来主流の「ガラスエッチング工法」に比べて、コストは約10分の1、精度は約10倍になるという。

マイクロ化学チップは、ガラスや樹脂などの素材にミクロン（マイクロメートル）オーダーの流路を作り込んで、そこに薬品などの液体を流して、わずかな量の液体で混合や反応、合成などの化学プロセスを行わせる。いわば極小の化学実験装置・化学プラントで、反応や合成が高速かつ効率的なのが特徴だ。実験や液体の分析だけでなく薬品の合成などへの適用も期待されている。

現時点で実用化例は限られているが、例えば飲み水の重金属汚染を検出する水質を検査する機能を数センチ角のチップで実現することが可能で、従来半日程度かかっていた検査が数分で済むようになるという。遺伝子解析のシーケンサーの前処理技術にもこうした技術が用いられている。

■非球面レンズ技術を応用

今回開発した量産技術は、金型を使ってガラスに微細形状を形成するパナソニックのガラスモールド技術と、マイクロ化学技研のマイクロ化学チップ設計技術を組み合わせて実現した。ガラスモールド技術は、デジタルカメラなどに使うガラス製の非球面レンズの成形技術としてパナソニックが40年ほど前から培ってきたもの。その技術を発展・応用させられる適用先として、マイクロ化学チップに着目したという。

現在は、最大で直径50ミリほどのチップの量産が可能。一般にマイクロ化学チップは角形をしているが、パナソニックが得意とするレンズ成形技術を応用したため、今回の量産技術は円盤状のチップを想定している。

（日経 xTECH/日経ものづくり　吉田勝）

［日経 xTECH 2019年11月11日掲載］