| 研究課題/領域番号 |
17K18841
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
巽 和也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90372854)
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| 研究分担者 |
江利口 浩二 京都大学, 工学研究科, 教授 (70419448)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 粒子と細胞 / 誘電泳動力 / 位置決めとタイミング制御 / 分取技術 / マイクロ流路 / ゆらぎと確率論 |
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| 研究成果の概要 |
現在，個々の細胞の特性を診断して高速に分取する技術の開発はバイオや医療の分野での高度な診断と創薬では不可欠である．本研究では，マイクロ流路とマイクロ電極を用いて誘電泳動力により流路を流れる粒子と細胞の位置，速度，間隔，そしてタイミングを制御し分取する技術を開発した．開発では決定論により物理特性と確率論によりランダム性を考慮し，数値解析における粒子・細胞の運動予測に活用することで粒子位置のばらつきを予測し，電極形状の開発に適用した．その結果， Boxcar型電極を設計して粒子と細胞の位置とタイミング制御を 5%で行えることを確認し，梯子型電極と比較して50～100%の性能向上を達成できた．
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| 自由記述の分野 |
伝熱工学，マイクロ流体工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超微小な流路を用いたマイクロ流体技術により医療，バイオ，化学の分野において粒子，液滴，細胞の生成，分析・診断，分取する技術の開発が進められている．本研究で開発した粒子と細胞の整列とタイミング制御技術は，粒子と細胞のセンシングと操作の高精度化が可能な要素技術である．開発では粒子と細胞の“ゆらぎ”を含めた運動予測の解析を用いてBoxcar型電極を設計することで，500nmと0.1msの精度で粒子と細胞の位置決めとタイミング制御が可能となり，カプセル化技術等，多くのマイクロ流体技術の開発に役立てることができる．また，開発した数値解析モデルもナノスケールや超高精度の制御技術の設計と開発に活用できる．
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