| 研究課題/領域番号 |
21J14498
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
小池 優巴 中央大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | ゲルアクチュエータ / フォトクロミック / 細胞操作 / 微細操作 / 単一細胞操作 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，マイクロ流体チップ上で単一細胞操作・解析の超並列化・超高速化に向けた，超高速駆動可能なオンチップゲルアクチュエータの実現を目的に研究を行う．オンチップアクチュエータの高速化に向けては，収縮型・膨張型の２種類のアクチュエータを組み合わせることで実現する．具体的には，申請者が提案している光駆動型ゲルアクチュエータを収縮型ゲルアクチュエータとして使用し，フォトクロミック材料であるアゾベンゼン等を用いたアクチュエータを膨張型アクチュエータとして用いる．
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| 研究実績の概要 |
1. 高速型ゲルアクチュエータの検討について
膨張速度の改善を目的としフォトクロミック材料を用いたマイクロアクチュエータの作製を行った。アクチュエータの材料には、光異性化分子であるアゾベンゼンを用いた。アゾベンゼンは異なる波長の光を照射することで分子構造が可逆的に変化することができる。その分子構造の反応速度は数ピコ秒と非常に高速であり、アゾベンゼンの光異性化により高分子全体が変形する。この変形をアクチュエータの変位として利用する。調整する光応答性高分子ゲルは高分子網目と有機溶媒によって構成される。モノマーに6FDA (4,4’-(Hexafluoroisopropylidene) diphthalicAnhydride) と、アゾベンゼンを分子構造に持つDAA (4,4’-Diaminoazobenzene)を用いる．有機溶媒にはDMF を使用する。これらに架橋剤のTAPB を添加して高分子ゲルを調製する。作製したゲルアクチュエータに430nmの光を照射することでアクチュエータは収縮し、反対に520nmの光を照射することによってアクチュエータが膨張することを確認した。収縮には約60秒、膨張には約70秒を要し、繰り返し変形できることを確認した。
2. 集積型ゲルアクチュエータを用いた細胞操作について
マイクロ流体デバイス内で細胞操作を行うために、流れの制御を目的として光駆動型のゲルアクチュエータを十字型に設計し集積化を行った。十字型のアクチュエータの利点として、マイクロ流体デバイス内の流体抵抗を局所的に変更し、流れを操作・制御できることが挙げられる。また、4つの十字型アクチュエータを組み合わせることで1つの細胞を補足可能なチャンバーを作製することができる。実際にこの十字型光駆動ゲルアクチュエータを用いて単一細胞の搬送および補足操作を実現した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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