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先進的多自由度マイクロマニピュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12450100
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京大学

研究代表者

工藤 謙一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90250232)

研究分担者 山本 晃生  東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (40313035)
鳥居 徹  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60172227)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2001年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2000年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワードマイクロマニピュレータ / マイクロインジェクション / マイクロアクチュエータ / 圧電インパクト駆動機構 / 核移植作業 / 圧電アクチュエータ / 静電気力 / パラレルリンクロボット / 細胞操作
研究概要

本研究は,植物細胞や動物細胞に対して,人為的な操作を行う時に使用する細胞操作用マイクロマニピュレータの開発に関する研究である.細胞を一個ずつ正確にハンドリングし,個々の細胞に対して,あらゆる位置,角度から細胞内へDNAや核のインジェクション作業を正確にかつ迅速に行えるマイクロマニピュレータの開発を目的とした.研究期間内で下記の研究を行った.
(1)核移植用マイクロピペット駆動装置:核移植用マイクロピペットを卵細胞に挿入する際,細胞膜の弾性がマイクロピペット挿入の妨げになり,作業効率低下になっている.そこで,圧電インパクト駆動機構と電磁衝撃力を用いた駆動機構(電磁インパクト駆動機構)を組み合わせたスーパーインパクト駆動機構を発案し試作した.マウス卵細胞を用いた実験では,細胞質にダメージを与えることなくピペットを挿入することができた.電磁インパクト駆動機構は,細胞膜の固いブタ卵細胞などで,そのインパク力によりピペット先端部を鋭利に加工せず細胞へのスムースな挿入を可能にした.
(2)動物卵細胞ハンドリング機構:卵細胞からの脱核作業において,前核の位置がホールディングピペット寄りにあると,複雑な作業を繰り返し,前核の位置を修正しなければならない.そこで,静電力を利用して細胞回転機構を試作した.印可電圧4V,500kHzにおいて卵細胞は回転速度約30deg/sの回転を生じた.電極板を複数枚積層し3次元化して,360度自由な姿勢での位置決めを可能とする実験装置を試作した.
(3)液流を用いた細胞整列機構:ボイスコイルモータを用いたXY2軸の実験装置を試作した.加振周波数,加振振幅,液量などをパラメータとして種々の実験を行った結果,液流に点在する細胞を任意に集合させることができた.
(4)下記研究機関へ装置を貸し出して実験を行った.
鹿児島大学,帯広畜産大学,東京農業大学,弘前大学,セントマザー産婦人科医院.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Michel Budiman, 工藤謙一, 樋口俊郎: "圧電素子と電磁力を組み合わせた駆動機構を用いたマイクロマニピュレータの開発"第13回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム. 767-770 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OOISHI, IIDA: "Development of Oocyte Rotation System for Biological Cell Manipulation"Proceedings of the 32nd ISR (International Symposium on Robotics). 682-685 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, BUDIMAN, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OOISHI, IIDA: "Development of Automated Nuclear Transplantation System"Journal of Mammalian Ova Research. Vol.18. No.3. 106-109 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michel Budiman, 大石勝昭, 塚田修大, 工藤謙一, 樋口俊郎: "圧電素子を用いた細胞操作用マイクロインジェクションの開発"第14回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム. 561-564 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, BUDIMAN, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO: "Rotational Position Control Biological Cell by Electrostatic Force"SICE Annual Conference 2002. 1265-1269 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 工藤 謙一, ブディマン ミシェル, 塚田 修大, 樋口 俊郎, 吉田光敏: "電磁衝撃力を用いた細胞操作用マイクロインジェクションシステムの開発"第15回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム. (印刷中). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michel Budiman, Ken-ichi KUDOH, Toshiro HIGUCHI: "Development of Micro Manipulator Using Combination of Priezoelectric and Electromagnetic Actuator"The 13th symposium on Electromagnetics and Dynamics. 767-700 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, YAMAMOTO, BUDIMAN, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OOISHI, IIDA: "Development of Oocyte Rotation System for Biological Cell Manipulation"Rroceeding of the 32th ISR(International Symposium on Robotics). 682-685 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKUDA, KUDOH, BUDIMAN, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OOISHI, IIDA: "Development of Automated Nuclear Transplantation System"Journal of Mammalian Ova Research. 18 No.3. 106-109 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Budiman, OOISHI, TSUKUDA, KUDOH, HIGUCHI: "Development of Micro Injection for Cell Manipulation Using Piezoelectric"The 14th symposium on Electromagnetics and Dynamics. 561-564 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, BUDIMAN, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO: "Rotational Position Control Biological Cell by Electrostatic Force"SICE Annual Conference 2002. 1265-1269 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KUDOH, BUDIMAN, TSUKADA, HIGUCHI, YOSHIDA: "Development of Micro Injection System for Cell Manipulation Using Piezoelectric Impact"The 15th symposium on Electromagnetics and Dynamics. printing. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 塚田, 工藤, 山本, 樋口, 小林, 玉川, 羽鳥, 佐藤, 大石: "卵細胞回転機構の開発"第41回日本エム・イー学会大会論文集. 190 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Michel BUDIMAN, 大石, 塚田, 工藤, 樋口: "圧電素子を用いた細胞操作用マイクロインジェクションの開発"第14回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集. 561-564 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田, 工藤, ブディマン ミシェル, 山本, 樋口, 小林, 玉川, 羽鳥, 佐藤: "細胞回転機構の開発"第43回日本哺乳動物卵子学会講演要旨集. S30 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukada, Kudoh, Budiman, Yamamoto, Higuchi, Kobayashi: "Rotational Position Control of Biological Cell by Electrostatic Force"SICE Annual Conference 2002. 1265-1269 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田, 工藤, ブディマン, 山本, 樋口, 小林, 佐藤, 大石: "静電気力を用いた細胞回転機構に関する研究"第61回農業機械学会年次大会講演要旨. 439-440 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小山 良, 工藤 謙一, 樋口 俊郎, 田中 威づみ, 田中 温, 竹本 洋一: "赤外分光分析によるX, Y精子の判別に関する研究"第61回農業機械学会年次大会講演要旨. 437-438 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 工藤 謙一, 樋口 俊郎(共著): "現代医療 2003 Vol.35 No.3"株式会社 現代医療社. 161 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OISHI, IIDA: "Development of Oocyte Rotation System for Biological Cell Manipulation"Proceedings of the 32nd ISR(International Symposium on Robotics). 682-685 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 工藤, 塚田, ブディマン, 山本, 樋口, 小林, 佐藤, 大石, 飯田: "静電気力を用いた細胞回転機構の開発"ロボティクス・メカトロニクス講演会'01 講演論文集. 2P1C2(1)-2P1C2(2) (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] TSUKADA, KUDOH, BUDIMAN, YAMAMOTO, HIGUCHI, KOBAYASHI, SATO, OISHI, IIDA: "Development of Automated Nuclear Transplantation System"Journal of Mammalian Ova Research. Vol.18・No.3. 106-109 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Michel Budiman, 工藤謙一, 樋口俊郎: "圧電素子と電磁力を組み合わせた駆動機構を用いたマイクロマニピュレータの開発"第13回「電磁力関連のダイナッミクス」シンポジウム講演論文集. No.01-251. 767-770 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田, 工藤, 山本, 樋口, 小林, 玉川, 羽鳥, 佐藤, 大石: "卵細胞回転機構の開発"第41回日本エム・イー学会 講演論文集. (発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田, 工藤, 山本, 樋口, 小林, 玉川, 羽鳥, 佐藤, 大石: "卵細胞回転機構の開発"Journal of Mammalian Ova Research. Vol.19・No.2(発表予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田,工藤,山本,樋口: "細胞操作用マイクロマニピュレータの自動化に関する研究"第59回農業機械学会年次大会講演要旨集. 101-102 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田,工藤,山本,鳥居,樋口,小林,佐藤,大石,飯田: "卵細胞回転機構の開発"Journal of Mammalian Ova Research. Vol.17・No.2. S30-S30 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 工藤,塚田,山本,樋口,大石,飯田: "マイクロマニピュレーション操作の自動制御とその応用"第1回日本医用ミニブタ研究会大会シンポジウム抄録集. 1-1 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 安東,大石,飯田,塚田,工藤,樋口,千野木,佐藤: "自動マニピュレータのウサギ卵ICSIへの応用"日本生殖免疫学会雑誌. 第15巻・第1号. 35-35 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 塚田,工藤,山本,樋口,小林,佐藤,大石,飯田: "細胞回転機構の開発"日本生殖免疫学会雑誌. 第15巻・第1号. 37-37 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 大石,飯田,塚田,工藤,樋口,安東,小林,佐藤: "自動化マイクロマニピュレータの開発"日本生殖免疫学会雑誌. 第15巻・第1号. 69-69 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 工藤謙一,樋口俊郎(共著): "ARTラボラトリー(不妊治療の新しい展開のために)"MEDICAL VIEW. 279 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2021-09-24  

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