顕微操作型三次元バイオマイクロマニピュレーションに関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650245
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 新井 史人 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90221051)
• Keywords: マイクロマニピュレーション / 顕微操作 / 姿勢制御 / 誘電泳動力 / 細胞操作 / キャリブレーション / 位置決め / バイオアライナー

Research Abstract

(i) 三次元的な視認性の向上
ツール先端の絶対位置決め精度を向上するために、最小2乗法を用いた三次元キャリブレーション方法を提案し、実験を行ったところ、50μm^3の範囲において1μmの精度が実現できた。また、仮想空間上に操作環境の正確な三次元モデルを構築した。この三次元仮想モデルを用い、操作状況に応じて自由に視点変更を行う事で、操作性の向上を行った。
(ii) 力学的な相互作用を考慮した対象物の操作性の向上
液中の対象物の位置や姿勢を調整し、固定するためのデバイスをバイオアライナーと呼んでいる。バイオアライナーの電極に電圧を加えたときの電場解析をFEMで行った。また、電極形状及び電極配置の異なるものをいくつか設計し、バイオアライナーを微細加工により試作した。試作したバイオアライナーは4つの電極が平面上に90度ごとに円周上に並べてある。それぞれの電極に90度の位相をずらして、回転電界を与えることで、対象物の姿勢制御の実験を行った。実験には直径4〜6μmのイースト菌を用いた。加える電圧の強度と周波数に依存して、イースト菌の回転数が変化することが確認できた。このため、電界をうまく調整することで、イースト菌の姿勢を非接触で制御できることが分かった。