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2011 Fiscal Year Annual Research Report

単一微生物のインピーダンスセンシング

Research Project

Project/Area Number 22860030
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

川原 知洋  名古屋大学, 大学院・工学研究科, COE特任助教 (20575162)

Keywordsマイクロマシン / 微生物 / 計測工学 / 生物・生体工学
Research Abstract

本研究では,オンチップで単一微生物に対してマイクロツールを用いて機械的・電気的刺激を加え,その時の微生物の挙動を計測することで電気的・機械的インピーダンス特性を測定することを目的としている.具体的には,単細胞性の藻類である珪藻を対象とし,バイオチップ内において磁気で非接触に駆動可能なマイクロツールを用いて珪藻を押しつけることで,その時の印加力に対する挙動の因果関係を定量的に評価すること目指す.本年度は以下の3点について研究を行った.
1.オンチップツールの改良:従来の力計測機構はポリマーで作製していたため,分解能が分解能100μNであった.そこで,新たにSiとNiのハイブリッド構造のマイクロツールを作製することで,力計測の分解能を10倍程度向上させることに成功した.また,マイクロチップにツールをダメージレスでアセンブリする方法を新たに提案し,従来は可動範囲が限定されていたツールをマイクロ流体チップ内で自由に動き回れるようにすることに成功した.
2.刺激応答計測:連結された珪藻から単一の細胞を切り離すことに成功し,単一の細胞に力を加えることで,押しつけ力の差によって凝集反応が異なることを評価することに成功した.また,印加力のパターンを様々に変更することでその時の刺激応答の変化についても考察を行うような,従来難しかったオンチップでの力学特性計測を達せえいすることができた.
今後は,計測する個体数を増やす点,得らえたデータから実際に高精度なインピーダンスパラメータを算出する試みを行う予定である.

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] On-Chip Magnetically Actuated Robot with Ultrasonic Vibration for Single Cell Manipulations2011

    • Author(s)
      M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 11 Pages: 2049-2054

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise Control of Magnetically Driven Microtools for Enucleation of Oocytes in a Microfluidic Chip2011

    • Author(s)
      M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 25 Pages: 991-1005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On-Chip Particle Sorting into Multiple Channels by Magnetically Driven Microtools2011

    • Author(s)
      M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 23(3) Pages: 370-377

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 磁気駆動マイクロツールによる珪藻のオンチップ刺激特性評価2011

    • Author(s)
      川原知洋, ほか
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 29(7) Pages: 650-657

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Robotic-Investigators for Microorganisms in a Microfluidic Chip2012

    • Author(s)
      M.Sugita, T.Kawahara, et al
    • Organizer
      25th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
    • Place of Presentation
      Paris (France)
    • Year and Date
      2012-02-02
  • [Presentation] 3DOF Dual-Arm Microrobots Enabling Force Sensing in a Microfluidic Chip2011

    • Author(s)
      M.Sugita, T.Kawahara, et al
    • Organizer
      IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      Nagoya (Japan)
    • Year and Date
      2011-11-08
  • [Presentation] Ultra-High-Speed Robot Hand and Eye for Investigation of Microorganisms in a Chip2011

    • Author(s)
      T.Kawahara, et al
    • Organizer
      15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Place of Presentation
      Seattle (USA)
    • Year and Date
      2011-10-05
  • [Presentation] オンチップ微生物操作・計測のための3自由度双腕磁気駆動マイクロツール2011

    • Author(s)
      杉田真邦, 川原知洋, ほか
    • Organizer
      第29回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] 微生物の生態・機能解析に向けたオンチップビオトープ2011

    • Author(s)
      杉田真邦, 川原知洋, ほか
    • Organizer
      第23回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      千葉大学西千葉キャンパス(千葉県)
    • Year and Date
      2011-06-11
  • [Presentation] Micro-Aquatic-Farm : On-Chip Stimulation and Evaluation System for Microorganisms by Magnetically Driven Microtools2011

    • Author(s)
      T.Kawahara, et al
    • Organizer
      16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
    • Place of Presentation
      Beijing (China)
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] オンチップビオトープ-マイクロロボットによる珪藻の力学的刺激応答計測-2011

    • Author(s)
      川原知洋,杉田真邦,萩原将也,山西陽子,新井史人,河野弘幸,石川依久子,宮脇敦史
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター(岡山県)
    • Year and Date
      2011-05-27
  • [Presentation] 超高速オンチップロボットPart I-単一細胞操作を行う磁気駆動マイクロツールのための超高速計測制御-2011

    • Author(s)
      川原知洋,萩原将也,山西陽子,新井史人
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      岡山コンベンションセンター(岡山県)
    • Year and Date
      2011-05-27
  • [Presentation] Force Sensing by Magnetically Driven Microtool for Measurement of Stimulant Property of P.laevis2011

    • Author(s)
      T.Kawahara, et al
    • Organizer
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Place of Presentation
      Shanghai (China)
    • Year and Date
      2011-05-10
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/member/profile/Kawahara.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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