• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2004 Fiscal Year Annual Research Report

精密マイクロフロー解析による微小生物遊泳機序の研究

Research Project

Project/Area Number 13450096
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

上村 慎治  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (90177585)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 泰斉  滋賀県立大学, 工学部, 教授 (00089111)
小林 俊一  信州大学, 繊維学部, 助教授 (50225512)
須田 斎  東海大学, 開発工学部, 助教授 (70216472)
篠原 健一  北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (10292244)
Keywordsマイクロマシン / マイクロフロー解析 / ベン毛運動 / 繊毛運動 / 運動モデル / 運動解析 / ストークス流 / 生物遊泳運動
Research Abstract

レイノルズ数の小さな溶液条件下での生物遊泳の機序を解明し模倣することで、新しいデザインのマイクロマシンを創出することを目標に、作動機構の創出、素材や材料の開発や応用、解析や観察手法の考案を行ってきた。上村は、光学顕微鏡下、非常に薄い水膜内で精子などの微小生物の遊泳パターンを観察する新手法を開発している。膜厚は数十nmで粘性力の非常に小さな観察条件を人為的に作ることができる。今回、表面張力の影響の少ない条件を新しく見出した。微小生物が流体から受ける粘性力の影響を調べる研究へと応用しつつある。高野は、運動中の微小生物が流体から受ける抵抗力と形状変化との関連性を調べて来た。まず、サルモネラ菌のべん毛素線維がR/Lの2状態を取ると仮定し、11通りの形状を予測した。実在するべん毛形状の観察結果との比較も行った。現在、ストークス流の細長物体理論をべん毛に、境界要素法を菌体に適用することで細菌の遊泳運動のシミュレーションを行なっている。小林は、ベン毛をモデルとした実用可能な駆動機構の試作を行っている。ベルト付柔軟フィンとステッピングモータを取り付け、微小管の滑り機構を模擬した屈曲運動を発生する推進機構を開発し、その特性を解析した。また、多数の可変剛性フィンを用いた繊毛虫型の水中推進機構の試作と推進力測定を行った。篠原は、新しい特性の素材開発を目指している。光機能と電子機能を有するポリマー(π共役ポリロタキサン)が分子ネットワーク構造を形成することを水中AFMで解析した。構造変化の動態解析から、熱ゆらぎにもとづく分子スケールのブラウン運動がはじめて観察できた。須田は、駆動に関わるモーター分子の作動機構の解明を目指している。ミオシンモーター分子構造変化と力発生の同時計測を行い、その物理化学的な特性を理解するために物質表面の示す吸着力の荷重依存性を調べ、生体分子モーターのそれとの比較検討を行った。表面間力と結合寿命と間の相関について調べた。

  • Research Products

    (15 results)

All 2005 2004

All Journal Article (15 results)

  • [Journal Article] Direct measurement of oxygen consumption rate on the nematode Caenorhabditis elegans by using an optical technique.2005

    • Author(s)
      H.Suda, T.Shouyama, K.Yasuda, N.Ishii
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications 330

      Pages: 839-843

  • [Journal Article] 細長物体理論と境界要素法を用いた細菌の運動解析2005

    • Author(s)
      加藤丈尚, 高野泰斉
    • Journal Title

      日本機械学会関西支部第80期定時総会講演会 No.054-1

      Pages: 11-13

  • [Journal Article] 繊毛,鞭毛運動のバイオミメテックス2005

    • Author(s)
      小林俊一, 森川裕久
    • Journal Title

      ファイバー工学(白井汪芳/山浦和男編)(丸善)

      Pages: 154-159

  • [Journal Article] 高分子鎖1本のサイエンス[みる・はかる]2005

    • Author(s)
      篠原 健一, 共著
    • Journal Title

      担当 第一章 ポリマー1分子の直視:π共役高分子鎖1本の構造と機能のイメージング(高分子学会編)(エヌ・ティー・エス)

  • [Journal Article] 凝着力・真実接触面積の荷重速度依存性2004

    • Author(s)
      須田 斎
    • Journal Title

      物性研究 81

      Pages: 864-867

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] サルモネラ菌のべん毛の変形の解析2004

    • Author(s)
      高野泰斉, 米光修平, 加藤丈尚
    • Journal Title

      日本機械学会年次大会講演論文集 6

      Pages: 133-134

  • [Journal Article] 水薄膜内での精子遊泳観察2004

    • Author(s)
      上村慎治
    • Journal Title

      日本機械学会年次大会講演論文集 6

      Pages: 135-138

  • [Journal Article] Variable stiffness fin for propulsion in fluid.2004

    • Author(s)
      S.Kobayashi, T.Mashima, K.Kawasumi, H.Morikawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 2004 International Conference on Intelligent Mechatronics and Automation 04EX952

      Pages: 820-824

  • [Journal Article] Enlarged propulsion mechanisms modeled on eukaryotic flagellar movement and ciliary movement in fluid2004

    • Author(s)
      S.Kobayashi, K.Furihata, T.Mashima, H.Morikawa
    • Journal Title

      Proceedings of China-Japan Conference on Mechatoronics

      Pages: 121-124

  • [Journal Article] 繊毛運動を規範とした流体内推進用可変剛性フィン(SMAを用いた可変剛性フィン)2004

    • Author(s)
      小林俊一, 川澄圭吾, 森川裕久
    • Journal Title

      日本機械学会年次大会講演論文集 6

      Pages: 139-140

  • [Journal Article] Direct measurement of a structural diversity in single molecules of a chiral helical π-conjugated polymer2004

    • Author(s)
      K.Shinohara, T.Kitami, K.Nakamae
    • Journal Title

      J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem. 42

      Pages: 3930-3935

  • [Journal Article] Synthesis of chiral helical poly{p-(oligopinanylsiloxanyl)phenylacetylene}s and enantioselective permeability of their membranes.2004

    • Author(s)
      T.Aoki, T.Fukuda, K.Shinohara, T.Kaneko, M.Teraguchi, M.Yagi
    • Journal Title

      J.Polym.Sci.Part A : Polym.Chem. 42

      Pages: 4502-4517

  • [Journal Article] Force generation by recombinant myosin heads trapped between two unctionalized surfaces2004

    • Author(s)
      H.Suda, N.Sasaki, Y.C.Sasaki, K.Goto
    • Journal Title

      European Biophysics Journal 33

      Pages: 469-476

  • [Journal Article] An engineering perspective on swimming bacteria : high-speed flagellar motor, intelligent flagellar fillament, and skillful swimming in viscous environments.2004

    • Author(s)
      Y.Magariyama, S.Kudo, T.Goto, Y.Takano
    • Journal Title

      Bio-mechanisms of Swimming and Flying(Springer-Verlag Tokyo)

      Pages: 1-12

  • [Journal Article] Thrust force characteristics of enlarged propulsion mechanisms modeled on eukaryotic flagellar movement and ciliary movement in fluid.2004

    • Author(s)
      S.Kobayashi, K.Furihata, T.Mashima, H.Morikawa
    • Journal Title

      Bio-mechanisms of Swimming and Flying(Springer-Verlag Tokyo)

      Pages: 27-38

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi