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2014 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

Research Project

Project/Area Number 24360067
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高木 周  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30272371)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 一柳 満久  上智大学, 理工学部, 准教授 (00584252)
杉山 和靖  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50466786)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords混相流 / マイクロ流体 / 気泡力学 / 医療応用 / 超音波 / マイクロチャンル / ドラッグデリバリーシステム / 物質輸送
Outline of Annual Research Achievements

昨年度、達成に至らなかった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に成功した。実験では、斜めに傾けたシャーレに対して、ビオチン修飾したマイクロバブルを含む水溶液を流し、浮力の影響で上昇していく気泡をアビジン-ビオチンの結合による捕獲することを試みた。ガラスでできたシャーレの底面全面をBSAでコーティングし、そのうちの半面のみアビジンコーティングを行った。その結果、アビジンコーティングした面のみに、ビオチン修飾したマイクロバブルを選択的に接着させることに成功した。
昨年度との違いは、マイクロバブルを加えた水溶液の成分の影響を徹底的に検討した点にある。具体的には、マイクロバブル吸着に成功した溶液では、純水に体積比で10 % のグリセリンおよびプロピレングリコールを加えた混合水 (GPW),リン脂質である1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC)に加えて,(a) 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (DSPE-PEG2000),(b) DSPE-PEG2000・NaCl ,(c) DSPE-PEG2000-biotin・NaClを混合した脂質溶液を用いた.(a)-(c)いずれの脂質もDSPCとモル比で1:9となる様に調合している.NaClを加えた影響が大きく、これにより最終的には選択的吸着が可能となった。
マイクロバブルを制御する技術に関しては、昨年度に引き続き超音波音場による気泡制御技術の開発を進め、本年度は同軸で径の異なる二種類の超音波発生器を用いて、超音波焦点で超音波が打ち消し合う素子を用いて、気泡を制御する方法について検討した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 表面修飾マイクロバブルの選択的吸着に関する研究2014

    • Author(s)
      増田礼,木田暁,一柳満久,高木周,松本洋一郎
    • Journal Title

      日本混相流学会混相流シンポジウム講演論文集

      Volume: 1 Pages: C222

  • [Journal Article] 超音波によるマイクロバブルのマニピュレーション手法の開発2014

    • Author(s)
      尾崎太一、井上和仁、東隆、一柳満久、高木周、松本洋一郎
    • Journal Title

      日本混相流学会混相流シンポジウム講演論文集

      Volume: 1 Pages: A151

  • [Presentation] Bubble Clustering and Turbulence Modulation in Upward Bubbly Flows2015

    • Author(s)
      Shu Takagi, Kazuki Maeda, Yoshito Sekiguchi, Kazuyasu Sugiyama, Yoichiro Matsumoto
    • Organizer
      IUTAM Symposium, Dynamics of Bubbly Flows
    • Place of Presentation
      Oaxaca (Mexico)
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-14
    • Invited
  • [Presentation] Experimental study on the manipulation of microbubbles using ultrasound field2014

    • Author(s)
      Shu TAKAGI, Taichi OSAKI, Takashi, AZUMA, Mitsuhisa ICHIYANAGI, Yoichiro MATSUMOTO
    • Organizer
      American Physical Society, Division of Fluid Dynamics, Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] Research of surface modified microbubbles generated by microchannel for selective adsorption2014

    • Author(s)
      Rei Masuda, Takuya Ariyoshi, Mtsuhisa Ichiyanagi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • Organizer
      American Physical Society, Division of Fluid Dynamics, Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] 超音波によるマイクロバブルのマニピュレーション手法の開発2014

    • Author(s)
      尾崎太一、井上和仁、東隆、一柳満久、高木周、松本洋一郎
    • Organizer
      キャビテーションに関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所 (東京都目黒区)
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [Presentation] Two-dimensional Acoustic Manipulation of Microbubbles Using Mecanical Focus Control of Ultrasound Beam2014

    • Author(s)
      Taichi Osaki, Kazuhito Inoue, Takashi, Azuma, Mitsuhisa Ichiyanagi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • Organizer
      2014 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM
    • Place of Presentation
      Chicago (USA)
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [Presentation] 表面修飾マイクロバブルの選択的吸着に関する研究2014

    • Author(s)
      増田礼,木田暁,一柳満久,高木周,松本洋一郎
    • Organizer
      日本混相流学会混相流シンポジウム
    • Place of Presentation
      道民活動センター「かでる2・7」〈北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-30
  • [Presentation] 超音波によるマイクロバブルのマニピュレーション手法の開発2014

    • Author(s)
      尾崎太一、井上和仁、東隆、一柳満久、高木周、松本洋一郎
    • Organizer
      日本混相流学会混相流シンポジウム
    • Place of Presentation
      道民活動センター「かでる2・7」〈北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-30
  • [Presentation] A Full Eulerian Method for Fluid-Membrane Interaction and its Application to Blood Flows2014

    • Author(s)
      Shu Takagi, Satoshi Ii, Seiji Shiozaki and Kazuyasu Sugiyama
    • Organizer
      International Conferecne on Numerical Method of Multiphase Flows
    • Place of Presentation
      Darmstadt (Germany)
    • Year and Date
      2014-06-30 – 2014-07-02
    • Invited
  • [Presentation] Two Dimensional Manipulation Technique of Microbubbles by Focused Ultrasoud2014

    • Author(s)
      Taichi Osaki, Kazuhito Inoue, Takashi, Azuma, Mitsuhisa Ichiyanagi, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • Organizer
      14th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • Place of Presentation
      Las Vegas (USA)
    • Year and Date
      2014-04-02 – 2014-04-05
  • [Remarks] 超音波とマイクロバブルの医療応用

    • URL

      http://www.fel.t.u-tokyo.ac.jp/research/med/index.html

URL: 

Published: 2016-06-01  

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