多相エマルジョンによるドナー細胞・卵細胞のカップリング輸送及び融合システムの創製

• 研究課題/領域番号: 20760156
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山西 陽子 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50384029)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: マイクロ・ナノデバイス / フォトリソグラフィ / 精密部品加工 / バイオリアクター / 流体 / バイオ関連機器 / システムオンチップ / 磁気アクチュエータ

研究概要

本研究は液滴の中にブタ卵子とドナー細胞を一個ずつ封じこめカップリング及び融合を実現させることを目標とし,磁気駆動マイクロツール(MMT)による液滴生成技術開発を行った.
(1) バルブ機能を有するMMTによってマイクロ流路内の混相流体をchopperの仕組みで分割し,オンデマンドで個々の液滴サイズを能動的に制御して輸送するシステム開発した.50μm粒子1個1個を内包した液滴生成実験に成功し,幅広いサイズの液滴生成技術が確立された.
(2) めっき加工Niを用いてハイブリットMMTを開発し,局所的な剛性と磁性を制御し従来比6倍の変位量獲得に成功した.また層流内分散相に粒子を流し,chopper MMTよりオンデマンド液滴生成が可能となった.

研究成果

• [雑誌論文] On-demand Production of Emulsion Droplet in Size Over a Wide Range (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Lin Feng, Fumihito Arai
  • 雑誌名: Advanced Robotics (Accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-demand Production of Emulsion Droplets Using Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 雑誌名: International Journal of Automation and Technology Vol.3,No.5 ページ: 502-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-chip Droplet Dispensing by Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.21,No.2 ページ: 229-235
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-demand Production of Emulsion Droplets Using Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 雑誌名: International Journal of Automation and Technology 3 ページ: 502-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-chip Droplet Dispensing by Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, and Fumihito Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 21(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] On-demand and Size-controlled Production of Emulsion Droplet in Microfluidic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Lin Feng, Fumihito Arai
  • 学会等名: 23rd IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical System (MEMS)
  • 発表場所: The Hong Kong Convention & Exhibition Centre, (香港, 中国)
  • 年月日: 2010-01-27
• [学会発表] On-demand and Size-controlled Production of Emulsion Droplet in Microfluidic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Lin Feng, Fumihito Arai
  • 学会等名: MEMS2010
  • 発表場所: The Hong Kong Convention & Exhibition Centre, 香港, 中国
• [学会発表] Active Control of Micro-Droplets by Hybrid Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 学会等名: SI international 2009
  • 発表場所: 芝浦工業大学, (東京都江東区)
  • 年月日: 2009-12-29
• [学会発表] Formation of Microdroplets Utilizing Hybrid Magnetically Driven Microtool on a Microfluidic Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Lin Feng, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 学会等名: ROBIO2009
  • 発表場所: Gulin Lijiang Waterfall Hotel, (Guilin, 中国)
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] Formation of Microdroplets Utilizing Hybrid Magnetically Driven Microtool on a Microfluidic Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Lin Feng, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 学会等名: ROBIO2009
  • 発表場所: Gulin Lijiang Waterfall Hotel, Guilin, 中国
  • 年月日: 2009-12-20
• [学会発表] Active Control of Micro-Droplets by Hybrid Magnetically Driven Microtool (2009)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子, 木原勇輝, 佐久間臣耶, 新井史人
  • 学会等名: SI international2009
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲校舎、東京都
  • 年月日: 2009-11-29
• [学会発表] On-demand Generation of Droplet in Size Over a WideRange by Microfluidic Control (2009)
  • 著者名/発表者名: Lin Feng, Yoko Yamanishi, Fumihito Arai
  • 学会等名: MHS2009 (2009 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science)
  • 発表場所: Toyoda Auditorium, 名古屋大学, (愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] On-demand Generation of Droplet in Size Over a Wide Range by Microfluidic Control (2009)
  • 著者名/発表者名: Lin Feng, Yoko Yamanishi, Fumihito Arai
  • 学会等名: MHS2009(2009 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science)
  • 発表場所: Toyoda Auditorium, 名古屋大学、名古屋市
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Hybrid Magnetically Driven Microtools for On-demand Droplet Dispensing on a Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoko Yamanishi, Yuki Kihara, Shinya Sakuma, Fumihito Arai
  • 学会等名: The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (μTAS2009)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-11-04
• [学会発表] Hybrid Magnetically Driven Microtools for On-demand Droplet Dispensing on a Chip (2009)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子, 木原勇輝, 佐久間臣耶, 新井史人
  • 学会等名: μTAS2009
  • 発表場所: Jeju 国際コンベンションセンター, 済州島, 韓国
  • 年月日: 2009-11-03
• [学会発表] ハイブリット磁気駆動マイクロツールによるマイクロドロップレットのオンチップ生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子, 木原勇輝, 佐久間臣耶, 新井史人
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度会年次大会
  • 発表場所: 岩手大学, (岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] ハイブリット磁気駆動マイクロツールによるマイクロドロップレットのオンチップ生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子, 木原勇輝, 佐久間臣耶, 新井史人
  • 学会等名: 日本機械学2009年度会年次大会
  • 発表場所: 岩手大学, 盛岡市
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] オンチップ細胞操作システムに関する研究-その6:磁気マイクロツールによるマイクロドロップレットの生成- (2008)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子, 木原勇輝, 佐久間臣耶, 新井史人
  • 学会等名: (社)日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門
  • 発表場所: 長野ビッグハット, (長野県長野市)
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] オンチップ細胞操作システムに関する研究-その6 : 磁気マイクロツールによるマイクロドロップレットの生成- (2008)
  • 著者名/発表者名: 山西陽子
  • 学会等名: ROBOMECH 2008 in NAGANO Confbrence Digest,(社)日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門
  • 発表場所: 長野県(ビッグハット)
  • 年月日: 2008-06-07
• [備考] Best Paper Award Lin Feng, Yoko Yamanishi and Fumihito Arai, “On-demand Generation of Droplet in Size Over a WideRange by Microfluidic Control", MHS2009 (2009 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science), p.139-144, November 10, 2009, Toyoda Auditorium, 名古屋大学,(愛知県名古屋市).
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/
• [備考] 日本機械学会若手優秀フェロー賞 木原勇輝 オンチップ細胞操作システムに関する研究 -その6:磁気マイクロツールによるマイクロドロップレットの生成-,(社)日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門,p.130, 2008 年6 月7 日長野ビッグハット(長野県長野市).
• [備考]
  • URL: http://www.imech.mech.tohoku.ac.jp/research/research.html