白血球に学ぶ濃度駆動型水中駆動源微粒子の微細表面加工のための流体工学的研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Innovative Materials Engineering Based on Biological Diversity |
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| Project/Area Number |
15H01601
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉川 雅章 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80227264)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 白血球 / 濃度マランゴニ効果 / 濃度勾配 / 推進機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人体中の血液に含まれる数マイクロメートルの大きさの白血球粒子は，免疫機能を持ち，細菌や炎症部へ向けて移動するといった性質を持つ．この白血球の駆動原理としては，細胞内でのアメーバ運動の他，白血球に働く炎症部より生成される誘因物質のサイトカイン濃度勾配による界面張力勾配駆動がある．この界面張力駆動力による白血球の運動が制御できれば，人体内でのドラッグデリバリーシステムへの発展が期待できる．また，模倣して人工的に作り出すことで，濃度勾配によって推進力を発生するバイオ操作の開発が可能となる．本研究においては，駆動力が 界面張力勾配のみが働く水溶液中下で，濃度勾配を実験的に変化させて，顕微鏡を用いた白血球粒子移動の観察と原子力間顕微鏡による働く力の計測を行い，界面張力勾配による白血球運動機構の解明を行い，この生物の機能を模倣した濃度制御型微細表面加工のための基礎的研究を行う．
白血球粒子移動速度およびサイトカイン濃度を測定として，倒立顕微鏡に取り付けられたＣＣＤカメラを用いて，液体中に分散している白血球にサイトカインを滴下したときの挙動を観察し濃度輸送の観察と計測を行った．その結果， 好中球膜上で濃度勾配と反対の勾配が生じ，好中球膜上におけるサイトカインの拡散は微粒子に働く駆動力よりも大きな駆動力が発生すること，好中球膜上における輝度分布の勾配が正，負の値を取りながら振動していることがわかった．これとともに，微粒子の表面加工の規則性やパターニングへの可能性が示唆された．
また，濃度勾配一定の条件を行うための，マイクロ流路を作成してマイクロ流路の基盤部を作成したが，加工精度の問題もあり，流入部から濃度勾配の一定の制御が達成できていないため，引き続きの製作と数値計算による装置内の濃度予測計算を行って設計の見直しを行っている．
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| Research Progress Status |
28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 |
28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
(12 results)
