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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ワイドレンジ周波数機械振動を用いたマルチスケール微細操作システムの創製

Research Project

Project/Area Number 22H01454
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

早川 健  中央大学, 理工学部, 准教授 (70759266)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 宏明  中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)
工藤 謙一  中央大学, その他部局等, 嘱託職員 (90250232)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords微細操作 / マイクロロボティクス / マイクロ流体 / 振動誘起流れ / 細胞組織構築
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,1 Hz~10 MHzの機械的振動を用いて様々なサイズの細胞パターンを生成する技術の創製を行う.その実現のため,以下の3点をマイルストーンとして研究を行っている.
(I) ワイドレンジ周波数機械振動印加システムの構築
(II) ワイドレンジ周波数帯における機械振動-流体相互作用の理論的解析
(III) マルチスケール微細操作システムの細胞操作への応用
2022年度は,まず(I)についてのアクチュエータの選定と,システムの試作を行った.まず,~100 Hzの振動を印加するためにボイスコイルモータを利用した振動印加システムを作製し,その動作を確認した.次に,(II)に関して,MHz帯におけるアクチュエータとマイクロ流体デバイス,流体の電気機械結合の理論モデルを構築し,一次元モデルでの解析を開始した.(III)に関しては,自作の細胞培養チャンバーの作製を行い,振動印加用のアクチュエータを搭載した状態での数日間の細胞培養を可能とした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マイルストーン(I) (II) (III)それぞれに関して,当初の予定通りに進捗しているため.

Strategy for Future Research Activity

ほぼ予定通りに進捗しているため,引き続き計画通りに研究を遂行する.2023年度は,実際に細胞を用いた評価をいち早く開始し,生化学的な評価も並行して進める.

  • Research Products

    (20 results)

All 2022

All Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results)

  • [Presentation] PARALLEL FORMATION OF CELL SPHEROIDS BASED ON VIBRATION-INDUCED FLOW2022

    • Author(s)
      Takuya Iizawa, Takeshi Hayakawa
    • Organizer
      The 26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CELL MANIPULATINO SYTEM FOR GENERATION OF CELL PATTERNS FROM MICROMETER TO MILLIMETER SCALE2022

    • Author(s)
      Kohei MORITA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      The 26th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D cell rotation based on a vibration-induced flow2022

    • Author(s)
      Hiroyasu KOBAYASHI, Yuha KOIKE, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      Acoutofluidics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of various cell patterns with millimeter scale with standing waves on a liquid surface2022

    • Author(s)
      Kohei MORITA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      Acoutofluidics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An acoustofluidics micromanipulation sysytem with an open microfluidic chip2022

    • Author(s)
      Natsumi HIRATA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      Acoutofluidics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A manipulation system for phase-controllable acoustofluidic manipulations of microparticles2022

    • Author(s)
      Hayato Yamaki, Natsumi HIRATA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      Acoutofluidics 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Generation of Various Cell Patterns with Millimeter Scale by Applying Horizontal Vibrations2022

    • Author(s)
      Kohei MORITA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      MHS2022: 33rd 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of improved acoustic vibration for acoustofluidic manipulation2022

    • Author(s)
      Hayato Yamaki, Natsumi HIRATA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      MHS2022: 33rd 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acoustofluidic manipulation system with an open microfluidic chip2022

    • Author(s)
      Natsumi HIRATA, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      MHS2022: 33rd 2022 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-speed cell rotation based on a vibration-induced flow designed by evaluations of vertical flow around microstructures2022

    • Author(s)
      Hiroyasu KOBAYASHI, Yuha KOIKE, Takeshi HAYAKAWA
    • Organizer
      SII 2023 - 2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 振動誘起流れの三次元観察システムの構築と細胞回転操作への応用2022

    • Author(s)
      小林 大保,小池 優巴,早川 健
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第45回研究会
  • [Presentation] 振動誘起流れを用いた微小物体回転操作のモデル構築2022

    • Author(s)
      小林 大保,小池 優巴,早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 再現性の高い細胞スフェロイドの作製に向けた振動誘起流れパターンの評価2022

    • Author(s)
      飯沢 卓也,早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 微細操作に向けたオンチップ音響振動の評価システム2022

    • Author(s)
      八巻 隼大,平田 菜摘,早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 低周波振動を用いたマイクロ・ミリメートルの細胞パターン生成2022

    • Author(s)
      森田 晃平,早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 音響放射力と音響流れを併用した微小物体の操作2022

    • Author(s)
      平田 菜摘,吉越孝樹,早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 非線対称構造の周りの振動誘起流れを用いた細胞操作の切り替え2022

    • Author(s)
      Qiao Cheng、小林 大保、早川 健
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022(ROBOMECH2022)
  • [Presentation] 振動誘起流れを用いた細胞の高速回転操作に向けた構造体のデザイン2022

    • Author(s)
      小林 大保,小池 優巴,早川 健
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [Presentation] 微細操作に向けた音響波印加効率の評価2022

    • Author(s)
      八巻 隼大,平田 菜摘,早川健
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
  • [Presentation] オープンチップを用いた音響流体微細操作システム2022

    • Author(s)
      平田 菜摘,早川健
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会

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Published: 2023-12-25  

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