音響滴下吐出法(おんきょうてきかとしゅつほう、、ADE)は、超音波パルスを用いることで、物理的な接触を一切伴わずに微量(通常はナノリットルまたはピコリットル単位)の液体を移動させる技術である。この技術は、音響エネルギーを液体試料内に集中させることにより、わずか1ピコリットルという微細な液滴を吐出させる。ADE技術は非常に低刺激なプロセスであり、タンパク質、高分子DNA、さらには生細胞を、損傷や生存率の低下を招くことなく転送することが可能である。この特性により、プロテオミクスや細胞ベースのアッセイを含む幅広い用途に適している。

歴史 音響滴下吐出法(ADE)は、1927年にロバート・ウィリアム・ウッドとによって初めて報告された。彼らは、高出力の音響発生装置を油槽に沈めると、油の表面に盛り上がりが形成され、あたかも「小型の火山」のように液滴が連続的に噴出することに気づいたのである。スピーカーの上に置かれたコップの水に波紋が生じる現象は、音響エネルギーが液体中で運動エネルギーに変換され得ることを示しており、音量を十分に上げれば、液体から液滴が飛び出す。この技術は、1970年代から1980年代にかけて、ゼロックスやIBM、その他の組織によって改良され、紙へのインク印刷用にオンデマンドで単一の液滴を供給できるようになった。現在、カリフォルニアに拠点を置くEDCバイオシステムズ社とラブサイト社(現在は両社ともベックマン・コールター・ライフサイエンス社が買収)は、この音響エネルギーを「液体転送装置」および「液体監査(液量確認)装置」という2つの異なる機能として活用している。

吐出メカニズム 液滴を吐出させる際、トランスデューサーが音響エネルギーを発生させ、それをソースウェル(供給源の容器)へと伝達する。音響エネルギーが液面に集中すると、液体の盛り上がりが形成され、液滴が放出される。液滴の直径は音響エネルギーの周波数に反比例し、周波数が高くなるほど液滴は小さくなる。

他の液体転送装置とは異なり、ピペットチップやピンツール、ノズルなどがソース液や転送先の表面に接触することはない。使い捨てチップや毛細管ノズルなど、オリフィス(開口部)を介した液滴形成に頼る液体転送法では、転送ボリュームが減少するにつれて精度が必ず低下する。これに対し、非接触の音響転送は、他の技術よりも著しく低い変動係数(CV)を実現しており、試験された範囲内ではボリュームの大きさに左右されず安定した精度を維持している。ADEは、ソースウェルから上方の、ソースプレートの上に配置された反転したデスティネーションプレート(受け皿)に向かって液滴を射出する。ソースから吐出された液体は、表面張力によって乾いたプレートに捕捉される。より大きな容量が必要な場合は、ソースからデスティネーションへ多数の液滴を高速(通常は毎秒100〜500滴)で射出することができ、2桁にわたる容量範囲において、変動係数(CV)は通常4%未満に抑えられる。

音響転送の用途 音響滴下吐出法(ADE)の特性は、以下のような用途において大きな利点をもたらす。 ハイスループットスクリーニング 微細電気機械システム(MEMS) アッセイの小型化(ミニチュアリング) クロス・コンタミネーション(相互汚染)の排除 生物学研究におけるプラスチック廃棄物の削減 質量分析計への直接充填(ダイレクトローディング)

脚注

出典

関連項目 (ADV)