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振動誘起流れ現象の三次元流れ解析および三次元細胞操作への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14623
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関中央大学

研究代表者

早川 健  中央大学, 理工学部, 助教 (70759266)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード微細操作 / 細胞操作 / マイクロ流体 / マイクロロボティクス / Lab on a chip / バイオ操作 / オンチップ細胞操作 / 振動誘起流れ / マイクロ・ナノデバイス / システムオンチップ / 細胞・組織 / バイオテクノロジー
研究成果の概要

本研究では,マイクロ流体に特有な振動誘起流れの三次元的な観察と,その三次元細胞操作への応用を目的として研究を行った.
本研究では,まず三次元流れを観察するための観察系の構築を行い,三次元的な流れの観察を行った.特に,印加する振動が直線振動と円振動の場合をそれぞれ観察し,発生する流れパターンが異なることを観察した.次に,観察した三次元的な流れを利用して,微小物体の三次元回転操作を行った.回転操作を行うためのマイクロ構造体のパターンを設計し,そこに円振動と直線振動を印加することにより,水平方向の回転と鉛直方向の回転を行うことに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,従来の手法よりも簡便なシステム構成で細胞の三次元操作を行う方法を提案した.また,三次元操作の一例として,卵細胞の回転操作への適用可能性を示した.このような技術は,例えば畜産業や生殖医療における卵細胞の胚操作に適用可能であると考えられ,バイオメディカル分野への貢献が期待される.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Parallel trapping of single motile cells based on vibration-induced flow2018

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Takeshi、Akita Yusuke、Arai Fumihito
    • 雑誌名

      Microfluidics and Nanofluidics

      巻: 22 号: 4 ページ: 42-42

    • DOI

      10.1007/s10404-018-2062-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 振動誘起流れを用いた細胞サイズフィルター2018

    • 著者名/発表者名
      北田 尚暉,早川 健
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 振動誘起流れの三次元観察2018

    • 著者名/発表者名
      西村 駿, 早川 健
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Vertical Vibration-Induced Flow Towards On-Chip 3D Cell Manipulations2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Nishimura, Takeshi Hayakawa
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size Separation Method of Microparticles with Low Dead Volume Based on Vibration-Induced Flow2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kitada, Takeshi Hayakawa
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Size Separation Method of Microparticles Based on Vibration-Induced Flow2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kitada, Takeshi Hayakawa
    • 学会等名
      IEEE 29th International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 振動誘起流れのデザイン:運動性細胞の並列補足制御2017

    • 著者名/発表者名
      早川 健, 秋田 祐甫, 新井 史人
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 (ROBOMECH2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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