ツリガネムシの協調動作制御による生物融合型MEMSデバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 22810012
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 永井 萌土 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00580557)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,938千円 (直接経費: 2,260千円、間接経費: 678千円); 2011年度: 1,404千円 (直接経費: 1,080千円、間接経費: 324千円); 2010年度: 1,534千円 (直接経費: 1,180千円、間接経費: 354千円)
• キーワード: バイオアクチュエータ / マイクロ流体デバイス / ツリガネムシ / バイオMEMS / フローレギュレータ / 協調動作制御 / BioMEMS

研究概要

生体の運動器官(バイオアクチュエータ)は,駆動回路を内蔵したアクチュエータであり, MEMSシステム全体の小型化に有効である.バイオアクチュエータを活用したシステムとして,ツリガネムシの収縮・伸張運動を利用したフローレギュレータを開発した.流路内に導入したツリガネムシにCa^<2+>濃度を変化し,数十μmの動作範囲で収縮・伸長させた.伸長時には流路の流れが変化し,流体制御の可能性を示した.

研究成果

• [雑誌論文] Flow Regulator Powered by the Stalk of Vorticella convarallia (2012)
  • 著者名/発表者名: N Matsumoto, M Nagai, Y Hayasaka, M Oguri, T Kawashima and T Shibata
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: vol.352 ページ: 12030-12030
  • 査読あり
• [雑誌論文] ツリガネムシの繊毛運動を用いたマイクロミキサの流れ場解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早坂陽, 永井萌土, 松本伸賢, 川島貴弘, 柴田隆行
  • 雑誌名: 電気学会E部門誌 巻: vol.132 ページ: 58-63
  • NAID: 10030533395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flow Regulator Powered by the Stalk of Vorticella convarallia (2012)
  • 著者名/発表者名: N Matsumoto, M Nagai, Y Hayasaka, M Oguri, T Kawashima, T Shibata
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 352 ページ: 12030-12030
  • DOI: 10.1088/1742-6596/352/1/012030
  • 査読あり
• [雑誌論文] ツリガネムシの繊毛運動を用いたマイクロミキサの流れ場解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 早坂陽, 永井萌土, 松本伸賢, 川島貴弘, 柴田隆行
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｅ（センサ・マイクロマシン部門誌） 巻: 132 号: 3 ページ: 58-63
  • DOI: 10.1541/ieejsmas.132.58
  • NAID: 10030533395
  • ISSN: 1341-8939, 1347-5525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified imprinting process using hollow microneedle array for forming through holes in polymers (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shibata, Satoshi Yukizono, Takahiro Kawashima, Moeto Nagai, Toshio Kubota, Mamoru Mita
  • 雑誌名: Microelectronic Engineering 巻: 88(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental and Computational Analysis of Water-Droplet Formation and Ejection Process Using Hollow Microneedle (2011)
  • 著者名/発表者名: Norihisa Kato, Ryotaro Oka, Takahiro Sakai, Takayuki Shibata, Takahiro Kawashima, Moeto Nagai, Takashi Mineta, Eiji Makino
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50(Accepted)
  • NAID: 210000070645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contraction and extension of Vorticella and its mechanical characterization under flow loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai, Hiroshi Asai, and Hiroyuki Fujita
  • 雑誌名: Biomicrofluidics 巻: vol.4 ページ: 34109-34109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical control of Vorticella bioactuator using microfluidics (2010)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai, S. angjin Ryu, Todd Thorsen, Paul Matsudaira, and Hiroyuki Fujita
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: vol.10 ページ: 1574-1578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical control of Vorticella bioactuator using microfluidics (2010)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai, Sangjin Ryu, Todd Thorsen, Paul Matsudaira, Hiroyuki Fujita
  • 雑誌名: Lab Chip 巻: 10 ページ: 1574-1578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contraction and extension of Vorticella and its mechanical characterization under flow loading (2010)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai, Hiroshi Asai, Hiroyuki Fujita
  • 雑誌名: Biomicrofluidics 巻: 4 ページ: 34109-34109
  • 査読あり
• [雑誌論文] マスクレス微細パターン創成技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴田隆行, 川島貴弘, 永井萌土
  • 雑誌名: 砥粒加工学会誌 巻: 54 ページ: 644-647
  • NAID: 10027459016
  • 査読あり
• [学会発表] Cell Manipulation and Intracellular Delivery of Biomolecules for High-throughput Cell Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Life Chips
  • 発表場所: University of California, Irvine
• [学会発表] Cell Manipulation and Intracellular Delivery of Biomolecules for High-throughput Cell Analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Moeto Nagai
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Life Chips
  • 発表場所: University of California, Irvine, California, U.S.A.
• [学会発表] Fabrication of Bioprobe Integrated with Hollow Nanoneedle for Cellular Function Analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shibata, Norihisa Kato, Shuichi Horiike, Takahiro Kawashima, Moeto Nagai, Takashi Mineta, Eiji Makino
  • 学会等名: MEMS 2011 (The 24th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems)
  • 発表場所: Hilton Cancun Golf and Spa Resort, Cancun, Mexico
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] Cilia of Vorticella for Active Microfluidic Mixing (2011)
  • 著者名/発表者名: Yo Hayasaka, Moeto Nagai, Nobuyoshi Matsumoto, Takahiro Kawashima, and Takayuki Shibata
  • 学会等名: International Workshop on Micro-/Nano-Engineering
  • 発表場所: 京都大学桂キャンパス
• [学会発表] Flow Regulator Powered by the Stalk of Vorticella convarallia (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuyoshi Matsumoto, Moeto Nagai, Yo Hayasaka, Michihito Oguri, Takahiro Kawashima, and Takayuki Shibata
  • 学会等名: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference
• [学会発表] ツリガネムシの繊毛運動を用いたマイクロミキサの流れ場解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 早坂陽,永井萌土,松本伸賢,川島貴弘,柴田隆行
  • 学会等名: 第28回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
• [学会発表] ツリガネムシの運動器官を利用したマイクロ流体素子の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本伸賢,早坂陽,永井萌土,川島貴弘,柴田隆行
  • 学会等名: 平成23年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工業大学すずかげ台キャンパス,神奈川県横浜市
• [学会発表] Flow Regulator Powered by the Stalk of Vorticella convarallia (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Matsumoto, M.Nagai, Y.Hayasaka, M.Oguri, T.Kawashima, T.Shibata
  • 学会等名: Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] ツリガネムシの繊毛運動を用いたマイクロミキサの流れ場解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 早坂陽, 永井萌土, 松本伸賢, 川島貴弘, 柴田隆行
  • 学会等名: 第28回「センサとマイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: 東京タワーホール船堀
• [学会発表] ツリガネムシの運動器官を利用したマイクロ流体素子の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松本伸賢, 早坂陽, 永井萌土, 川島貴弘, 柴田隆行
  • 学会等名: 平成23年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス
• [学会発表] オンチップ細胞機能制御のための圧電駆動型マイクロ細胞培養デバイスの開発-細胞導入の効率化と細胞実験の基礎的検討- (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田侑平, 大竹英明, 柴田隆行, 川島貴弘, 永井萌土, 増澤徹, 木村剛, 岸田昌夫
  • 学会等名: 第53回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 高知城ホール,高知県高知市
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] 細胞機能イメージングのためのナノニードル搭載型バイオプローブの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤統久, 永井萌土, 川島貴弘, 柴田隆行, 峯田貴, 牧野英司
  • 学会等名: 第27回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ,島根県松江市
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] An Open Microfluidic Device with Active Valves for Accurate Trapping of DNA by Silicon Nanotweezers (2010)
  • 著者名/発表者名: Nicolas Lafitte, Momoko Kumemura, Moeto Nagai, Laurent Jalabert, Dominique Collard, Hiroyuki Fujita
  • 学会等名: μTAS 2010 (The 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)
  • 発表場所: Martiniplaza, Groningen, Netherlands
  • 年月日: 2010-10-06
• [学会発表] Feasibility Study of Cell Culture Microdevice Actuated by Piezoelectric Thin Film for On-chip Regulation of Cell Functions (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Kawashima, Takayuki Shibata, Moeto Nagai, Toru Masuzawa, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida
  • 学会等名: μTAS 2010 (The 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)
  • 発表場所: Martiniplaza, Groningen, Netherlands
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] 細胞機能解析のためのマイクロニードル搭載型バイオプローブの開発(第6報)-培養液中での細胞の形状イメージング- (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀池修平, 加藤統久, 永井萌土, 川島貴弘, 柴田隆行, 峯田貴, 牧野英司
  • 学会等名: 精密工学会2010年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学,名古屋市千種区
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] マイクロニードルアレイを用いた高品位・高能率マイクロ穴加工技術の開発(第1報)-樹脂フィルムへの貫通穴の形成- (2010)
  • 著者名/発表者名: 柚木園論, 永井萌土, 川島貴弘, 柴田隆行, 久保田俊夫, 御田護
  • 学会等名: 精密工学会2010年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学, 名古屋市千種区
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] Fabrication of Bioprobe Integrated with Hollow Nanoneedle for Novel AFM Applications in Cellular Function Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Norihisa Kato, Shuhei Horiike, Moeto Nagai, Takahiro Kawashima, Takayuki Shibata, Takashi Mineta, Eiji Makino
  • 学会等名: Micro and Nano Engineering 2010
  • 発表場所: Magazzini del Cotone, Genova, Italy
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] A modified imprinting process using hollow microneedle array for forming through holes in polymers (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Shibata, Satoshi Yukizono, Moeto Nagai, Takahiro Kawashima, Toshio Kubota, Mamoru Mita
  • 学会等名: Micro and Nano Engineering 2010
  • 発表場所: Magazzini del Cotone, Genova, Italy
  • 年月日: 2010-09-21
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=667
• [備考]
  • URL: http://www.tut.ac.jp/teach/main.php?mode=detail&article=667
• [産業財産権] 微細穴加工用工具およびその作製方法ならびに高分子フィルムの加工方法 (2010)
  • 発明者名: 柴田隆行, 川島貴弘, 永井萌土, 久保田俊夫, 御田護
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学,茨城大学,MEPJ
  • 産業財産権番号: 2010-207803
  • 出願年月日: 2010-09-16