ハイブリッド型光駆動アクチュエータを用いた超高速単一細胞解析
| Project/Area Number |
21J14498
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
小池 優巴 中央大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | ゲルアクチュエータ / フォトクロミック / 細胞操作 / 微細操作 / 単一細胞操作 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，マイクロ流体チップ上で単一細胞操作・解析の超並列化・超高速化に向けた，超高速駆動可能なオンチップゲルアクチュエータの実現を目的に研究を行う．オンチップアクチュエータの高速化に向けては，収縮型・膨張型の２種類のアクチュエータを組み合わせることで実現する．具体的には，申請者が提案している光駆動型ゲルアクチュエータを収縮型ゲルアクチュエータとして使用し，フォトクロミック材料であるアゾベンゼン等を用いたアクチュエータを膨張型アクチュエータとして用いる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 高速型ゲルアクチュエータの検討について
膨張速度の改善を目的としフォトクロミック材料を用いたマイクロアクチュエータの作製を行った。アクチュエータの材料には、光異性化分子であるアゾベンゼンを用いた。アゾベンゼンは異なる波長の光を照射することで分子構造が可逆的に変化することができる。その分子構造の反応速度は数ピコ秒と非常に高速であり、アゾベンゼンの光異性化により高分子全体が変形する。この変形をアクチュエータの変位として利用する。調整する光応答性高分子ゲルは高分子網目と有機溶媒によって構成される。モノマーに6FDA (4,4’-(Hexafluoroisopropylidene) diphthalicAnhydride) と、アゾベンゼンを分子構造に持つDAA (4,4’-Diaminoazobenzene)を用いる．有機溶媒にはDMF を使用する。これらに架橋剤のTAPB を添加して高分子ゲルを調製する。作製したゲルアクチュエータに430nmの光を照射することでアクチュエータは収縮し、反対に520nmの光を照射することによってアクチュエータが膨張することを確認した。収縮には約60秒、膨張には約70秒を要し、繰り返し変形できることを確認した。
2. 集積型ゲルアクチュエータを用いた細胞操作について
マイクロ流体デバイス内で細胞操作を行うために、流れの制御を目的として光駆動型のゲルアクチュエータを十字型に設計し集積化を行った。十字型のアクチュエータの利点として、マイクロ流体デバイス内の流体抵抗を局所的に変更し、流れを操作・制御できることが挙げられる。また、4つの十字型アクチュエータを組み合わせることで1つの細胞を補足可能なチャンバーを作製することができる。実際にこの十字型光駆動ゲルアクチュエータを用いて単一細胞の搬送および補足操作を実現した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
