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Control of gliding microtubules using photosensitive composite and its application to molecular transportation system

Research Project

Project/Area Number 18K13730
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

Nakahara Tasuku  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (00756968)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsキネシン / 微小管 / MicroTAS / MEMS / BioMEMS / 感光性複合材料
Outline of Final Research Achievements

For developing motility assay of microtubules as a molecular transportation system, we fabricated a system, which enables to control the direction and velocity of gliding microtubules on a chip. We used a photosensitive composite made of mixing photoresist and copper particles, and made a micro patterned structure using the photolithography process. Since copper particles of composite generate the phototermal effect by using excitation light used for fluorescent observation of microtubules, this effect enables us to perform the observation of microtubules and control of temperature on the device simultaneously. In this study, we controlled the direction of gliding microtubules physically using the fabricated micro patterned structure, and controlled the moving velocity using the rise of temperature generated by photothermal effect.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに微小管運動の移動方向と速度の制御機構をチップ上に集積化させる方法は提案されておらず、分子輸送システムとしての有用性は明らかにされていない。本研究で提案したシステムは、微小管の移動方向と速度制御技術を一つのチップ上に集積化させたものであり、微小管運動の制御システムとしての発展に資するものであると考えられる。今後、本研究で提案したシステムを用いて分子スケールの迅速な物質輸送が実証できれば、極少量の試料から目的の物質を検出する技術として、様々な分野での応用が期待できる。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Self-aligned fabrication process for active membrane in magnetically driven micropump using photosensitive composite2020

    • Author(s)
      Nakahara Tasuku、Ueda Yusaku、Miyagawa Hayato、Kotera Hidetoshi、Suzuki Takaaki
    • Journal Title

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      Volume: 30 Issue: 2 Pages: 025006-025006

    • DOI

      10.1088/1361-6439/ab6302

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] キネシンのパターン境界部における微小管運動の挙動評価2020

    • Author(s)
      中西 政人, 中原 佐, 南 和幸
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第58期総会・講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SU-8/Cu複合材料と励起光照射による微小管運動の速度制御技術2019

    • Author(s)
      中原 佐, 伊勢 一貴, 南 和幸
    • Organizer
      日本機械学会 2019年度年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SU-8/Cu 複合材料を用いた微小管運動の速度および方向制御2019

    • Author(s)
      伊勢 一貴, 中原 佐, 南 和幸
    • Organizer
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面粗さ構造パターンにおける微小管運動の挙動評価2019

    • Author(s)
      中原 佐, 宮﨑 勇, 南 和幸
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第40回研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SU-8/Cu複合材料の光熱効果を利用した温度制御デバイスの開発2019

    • Author(s)
      田﨑淳一、中原佐、南和幸
    • Organizer
      日本機械学会中国四国支部第57期総会・講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] SU-8/Cu複合材料を用いたマイクロヒータの開発2018

    • Author(s)
      田﨑淳一、中原佐、南和幸
    • Organizer
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 山口大学大学院創成科学研究科 微小生体機械学研究室ホームページ

    • URL

      http://mems.mech.yamaguchi-u.ac.jp/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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