2013 Fiscal Year Annual Research Report
多機能マイクロバブルの生成・制御・破壊に関する研究開発
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24360067
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 周 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30272371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 和靖 独立行政法人理化学研究所, 情報基盤センター, 研究員 (50466786)
一柳 満久 上智大学, 理工学部, 助教 (00584252)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 混相流 / マイクロ流体 / 気泡力学 / 医療応用 / 超音波 / マイクロチャネル / ドラッグデリバリーシステム / 物質輸送 |
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| Research Abstract |
平成２５年度は，リガンド-レセプター結合を示すタンパク質として，ビオチンとアビジンを利用し，アビジン修飾したガラス流路の内壁に，ビオチンで表面修飾したマイクロバブルを吸着させることを試みた．結果として，静止流体中においては，ビオチン修飾したマイクロバブルがアビジン修飾した壁面に選択的に吸着することを確認することに成功した．さらに，超音波音場の制御により，マイクロバブルを移動させる技術の開発を行い，リング上のアレイトランスデューサーを用い，超音波照射の位相制御によりマイクロバブルを移動させることおよび，集束超音波を用い，超音波の焦点位置を移動させることによりマイクロバブルを任意の方向に移動させることに成功した．単一の気泡の運動に関しては，第一ビヤクネス力を考慮した気泡運動のモデル方程式による予測された気泡運動の軌跡と実際の気泡の軌跡が良好に一致することを示した．さらにクラスター状に集まった気泡群に対して，超音波を照射し，クラスターサイズと超音波の振動数の関係を調べ，クラスターサイズには上限があり，またそのサイズは，気泡クラスターとしての固有振動数で整理できることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２５年度は，当初の予定通り，気泡表面へのタンパク質の修飾について検討を行った．具体的には，リガンド-レセプター結合を示すタンパク質として，ビオチンとアビジンを利用し，アビジン修飾したガラス流路の内壁に，ビオチンで表面修飾したマイクロバブルを吸着させることを試みた．結果として，静止流体中においては，ビオチン修飾したマイクロバブルがアビジン修飾した壁面に選択的に吸着することを確認することに成功した．一方，せん断流中においては，表面修飾したマイクロバブルが有意に吸着しやすい傾向を示すことができず，平成２６年度への継続検討課題となった．この部分については，当初の予定と異なっているが，超音波音場を用いた気泡の制御の部分については，大きな進展が見られ，全体としては，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２５年度に得られた知見を基に，引き続き，アビジン-ビオチン結合を利用し，ビオチン修飾した表面を持つマイクロバブルについて，アビジンが埋め込まれた部位への吸着を検討する．また，他のタンパク質で修飾させたマイクロバブル内包型のベシクルについても検討を進め，Ｔ字型マイクロチャネルによるマイクロバブル生成および表面修飾システムを構築する．また，生成させたマイクロバブルを超音波音場中で制御し，目的部位へ移動後，集束超音波によりマイクロバブルを破壊する手法を構築する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ビオチン修飾したマイクロバブルのせん断流における吸着現象に関しては，当初期待していた吸着現象の再現性が低く，実験装置の再検討が必要となった．そのため，予算の一部を実験装置改良の予算として次年度に持ち越すこととした，
吸着現象の再現性をよくする実験系を４月中に考案し，５月中には仮実験を開始する．さらに，得られた知見を基に，新しいマイクロチャネルの製作に係り，持ち越した予算は新しいチャネルの制作費および関連する消耗品に使用する．
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Research Products
(7 results)
