2018 Fiscal Year Annual Research Report
3D observation of vibration-induced flow and Its application to 3D cell manipulation
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17K14623
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
早川 健 中央大学, 理工学部, 助教 (70759266)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロ流体 / 細胞操作 / 微細操作 / マイクロロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，マイクロ流体に特有な振動誘起流れの三次元的な観察と，その三次元細胞操作への応用を目的とする．
まず，平成２９年度には三次元流れを観察するための観察系の構築を行った．三次元流れを観察するために，通常の顕微鏡系に加えて，横方向から振動誘起流れを観察する系を構築した．マイクロ流体の縦方向，つまり顕微鏡の焦点深度方向の流れ観察するのは通常難しいが，長焦点レンズと拡散光照明を用いることにより，観察可能な系を構築することに成功した．また，液面のレンズ効果により観察像が歪んでしまう現象を避けるため，観察用のチャンバーも作製した．
平成３０年度は，構築した観察系を用いて，流れの観察と微粒子の操作を行った．（１）構築した系を用いて，縦方向と横方向の振動誘起流れの観察を行った．特に，印加する振動が直線振動と円振動の場合をそれぞれ観察し，発生する流れパターンが異なることを観察した．（２）発生する流れを用いた微小物体の三次元操作方法の一例として，微粒子の回転操作を行った．回転角度を検出するために，球体の半分がそれぞれ異なる色で着色されたヤヌス粒子を用いて，評価を行った．回転操作を行うためのマイクロ構造体のパターンを設計し，そこに円振動と直線振動を印加することにより，水平方向の回転と鉛直方向の回転を行うことに成功した．
以上，研究機関全体を通じて振動誘起流れの三次元的な観察を行い，その流れの評価を行った．さらにその流れの微小物体の三次元操作への応用の一例として，微粒子の回転操作を行った．この技術は，例えば畜産業や生殖医療における卵細胞の胚操作に適用可能であると考えられ，バイオメディカル分野への貢献が期待される．
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