単一微生物のインピーダンスセンシング

• 研究課題/領域番号: 22860030
• 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: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 川原 知洋 名古屋大学, 工学研究科, COE特任助教 (20575162)
• 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: 3,146千円 (直接経費: 2,420千円、間接経費: 726千円); 2011年度: 1,508千円 (直接経費: 1,160千円、間接経費: 348千円); 2010年度: 1,638千円 (直接経費: 1,260千円、間接経費: 378千円)
• キーワード: マイクロマシン / 微生物 / 計測工学生物・生体工学 / 計測工学 / 生物・生体工学

研究概要

本研究では,閉じられた流体バイオチップ環境下において,単一の微生物に対してマイクロツールを用いて機械的な刺激を加え,その時の微生物の挙動を計測することを達成した.具体的には,単細胞性の藻類である珪藻を対象とし,チップ内において磁気で非接触駆動可能なマイクロツールに力計測機構を搭載し,このツールで珪藻を押しつけることで,その時の印加力に対する挙動の因果関係を定量的に評価することに初めて成功した.

研究成果

• [雑誌論文] 磁気駆動マイクロツールによる珪藻のオンチップ刺激特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋, 杉田真邦, 萩原将也, 山西陽子, 新井史人, 河野弘幸, 石川依久子, 宮脇敦史
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: Vol.29, No.7 ページ: 650-657
  • NAID: 10029514032
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-Chip Particle Sorting into Multiple Channels by Magnetically Driven Microtools (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, M. Niimi, T. Kawahara, Y. Ymanishi, H. Nakanishi, and F. Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.23, No.3 ページ: 370-377
  • NAID: 110009957745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise Control of Magnetically Driven Microtools for Enucleation of Oocytes in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, T. Kawahara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Vol.25 号: 8 ページ: 991-1005
  • DOI: 10.1163/016918611x568611
  • NAID: 10029513375
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-Chip Magnetically Actuated Robot with Ultrasonic Vibration for Single Cell Manipulations (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, Y.Yamanishi, T.Masuda, L.Feng, F.Arai
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 11 号: 12 ページ: 2049-2054
  • DOI: 10.1039/c1lc20164f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving Method of Microtool by Horizontally-arranged Permanent Magnets for Single Cell Manipulation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, T. Kawahara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: Vol.97
  • URL: http://dx.doi.org/10.1063/1.3459040
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-Chip Magnetically Actuated Robot with Ultrasonic Vibration for Single Cell Manipulations (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
  • 雑誌名: Lab on a Chip 巻: 11 ページ: 2049-2054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise Control of Magnetically Driven Microtools for Enucleation of Oocytes in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 25 ページ: 991-1005
  • NAID: 10029513375
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-Chip Particle Sorting into Multiple Channels by Magnetically Driven Microtools (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, et al
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 23(3) ページ: 370-377
  • NAID: 110009957745
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気駆動マイクロツールによる珪藻のオンチップ刺激特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋, ほか
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 29(7) ページ: 650-657
  • NAID: 10029514032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise Control of Magnetically Driven Microtools for Enucleation of Oocytes in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, et al.
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 印刷中(未定)
  • NAID: 10029513375
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2DOF Magnetically Driven Microtool for Soft Peeling of Zona Pellucida (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamanishi, T. Kawahara, T. Iyanagi, M. Hagiwara, T. Mizunuma, N. Inomata, S. Kudo, and F. Arai
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.22, No.5 ページ: 623-630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving Method of Microtool by Horizontally-arranged Permanent Magnets for Single Cell Manipulation (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hagiwara, T.Kawahara, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 97-013701 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2DOF Magneticaly Driven Microtool for Soft Peeling of Zona Penucida (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Yamanishi, T.Kawahara, et al
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 22-5 ページ: 623-630
  • 査読あり
• [学会発表] On-Chip Manipulation and Sensing of Microorganisms by Magnetically Driven Microtools with Force Sensing Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Sugita, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, F. Arai, H. Kawano, I. Shihira-Ishikawa, and A. Miyawaki
  • 学会等名: IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation
  • 発表場所: St. Paul(USA)
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] Robotic-Investigators for Microorganisms in a Microfluidic Chip (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sugita, T. Kawahara, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 学会等名: 25th IEEE Int. Conf. on Micro Electro Mechanical Systems
  • 発表場所: Paris(France)
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] Robotic-Investigators for Microorganisms in a Microfluidic Chip (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Sugita, T.Kawahara, et al
  • 学会等名: 25th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
  • 発表場所: Paris (France)
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] Control and Sensing Platform of Magnetically driven Microtool for On-Chip Single Cell Evaluation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 学会等名: I IEEE Int. Symp. on Micro-Nano Mechatronics and Human Scien
  • 発表場所: Noyori Conference Hall(Japan)
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 3DOF Dual-Arm Microrobots Enabling Force Sensing in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sugita, T.Kawahara, et al
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya (Japan)
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] Ultra-High-Speed Robot Hand and Eye for Investigation of Microorganisms in a Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Sugita, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 学会等名: 15th Int. Conf. on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Seattle(USA)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] Ultra-High-Speed Robot Hand and Eye for Investigation of Microorganisms in a Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al
  • 学会等名: 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Seattle (USA)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] オンチップ微生物操作・計測のための3自由度双腕磁気駆動マイクロツール (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉田真邦, 川原知洋, ほか
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 微生物の生態・機能解析に向けたオンチップビオトープ (2011)
  • 著者名/発表者名: 杉田真邦, 川原知洋, ほか
  • 学会等名: 第23回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス(千葉県)
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] Micro-Aquatic-Farm : On-Chip Stimulation and Evaluation System for Microorganisms by Magnetically Driven Microtools (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Sugita, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, F. Arai, H. Kawano, I. Shihira-Ishikawa, and A. Miyawaki
  • 学会等名: 16th Int. Conf. on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
  • 発表場所: Beijing(China)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Micro-Aquatic-Farm : On-Chip Stimulation and Evaluation System for Microorganisms by Magnetically Driven Microtools (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al
  • 学会等名: 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems
  • 発表場所: Beijing (China)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] オンチップビオトープ-マイクロロボットによる珪藻の力学的刺激応答計測- (2011)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋,杉田真邦,萩原将也,山西陽子,新井史人,河野弘幸,石川依久子,宮脇敦史
  • 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
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] 超高速オンチップロボットPart I-単一細胞操作を行う磁気駆動マイクロツールのための超高速計測制御- (2011)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋,萩原将也,山西陽子,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
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] On-Chip Force Sensing by Magnetically Driven Microtool for Measurement of Stimulant Property of P. laevis (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Sugita, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, F. Arai, H. Kawano, I. Shihira-Ishikawa, and A. Miyawaki
  • 学会等名: IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai(China)
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] Force Sensing by Magnetically Driven Microtool for Measurement of Stimulant Property of P.laevis (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai (China)
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] On-Chip Force Sensing by Magnetically Driven Microtool for Measurement of Stimulant Property of P.laevis (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al.
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation(発表確定)
  • 発表場所: International Conference Center (Shanghai)
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] Stimulus Response Measurement of Microorganisms by Magnetically Driven Microtool in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, M. Hagiwara, Y. Yamanishi, and F. Arai
  • 学会等名: Nano-Biomedicine Symposium
  • 発表場所: Noyori Conference Hall(Japan)
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] Stimulus Response Measurement of Microorganisms by Magnetically Driven Microtool in a Microfluidic Chip (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al.
  • 学会等名: Nano-Biomedicine Symposium
  • 発表場所: Noyori Conference Hall, Nagoya University (Nagoya)
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] On-Chip Stimulation and Evaluation System for Microorganisms by Magnetically Driven Microtools (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al.
  • 学会等名: 16th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems(発表確定)
  • 発表場所: China National Convention Center (Beijing)
• [学会発表] 磁気駆動マイクロツールを用いた細胞のオンチップ硬さ計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉田真邦, 川原知洋, ほか
  • 学会等名: 第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス(宮城県)
  • 年月日: 2010-12-25
• [学会発表] オンチップ力計測機能を有する磁気駆動マイクロツール (2010)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋,杉田真邦,萩原将也,山西陽子,新井史人,河野弘幸,石川依久子,宮脇敦史
  • 学会等名: 第22回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 名古屋大学医学部附属病院(愛知県)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Control and Sensing Platform of Magnetically driven Microtool for On-Chip Single Cell Evaluation (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kawahara, et al.
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: Noyori Conference Hall, Nagoya University (Nagoya)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] 磁気駆動マイクロツールの高精度位置決め制御と珪藻の刺激特性計測への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋,杉田真邦,萩原将也,山西陽子,新井史人,河野弘幸,石川依久子,宮脇敦史
  • 学会等名: 第28回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
  • 年月日: 2010-09-24
• [図書] ロボコンマガジン:高速で精密な細胞操作を実現するマイクロロボット～磁気駆動オンチップマイクロロボットの開発とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~kawahara
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/member/profile/Kawahara.html
• [備考]
  • URL: http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/member/profile/Kawahara.html
• [産業財産権] マイクロ流体チップ内における磁気駆動マイクロツールの駆動機構 (2011)
  • 発明者名: 新井史人,萩原将也,川原知洋,山西陽子
  • 権利者名: 新井史人,萩原将也,川原知洋,山西陽子
  • 出願年月日: 2011-11-04
• [産業財産権] マイクロ流体チップ内における磁気駆動マイクロツールの駆動機構 (2010)
  • 発明者名: 新井史人, 川原知洋, ほか
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 出願年月日: 2010-05-11