| 研究概要 |
蚊の吸血機構をμ-TASに流体駆動源として搭載するサイズが1mm以下のマイクロポンプシステムを実現することが本研究の目的である.主に,ポンプ非定常性能を直接計測することと吸血管内の非定常流量変化を調べることを行う.具体的には,蚊のポンプにおける運動性能を計測すること,原子管力顕微鏡である生物顕微鏡により吸血管の内壁面の性状を計測すること,吸血管内の流れの速度分布を計測し,壁面と流れの干渉を明らかにすることである.これらを元に,マイクロポンプを製作する.本年度は以下のことを行った.
1)ポンプの非定常性能計測
生きたままの蚊を顕微鏡下で固定し,大気圧下において血液を吸わせた.この際,下の腹部にある満腹かどうかを判定するレベルセンサーとなる部分はあらかじめ取り除き,腹部には穴をあけておく.これにより,ポンプ入口と出口においては大気圧となり,ポンプで発生する圧力の影響だけを取り出すことが出来る.この方法を用いると,蚊は吸い込みを長時間続けられるようになり,吸血における流れの計測が可能となった.この点が本研究における独創的な点であり,従来計測が困難であった生きた蚊の吸血を詳細に調べられるようになった技術である.蛍光物質をコーティングしたナノパーティクルの微弱光を計測し,流量の詳細計測を行い,速度分布を計測した結果,壁面において滑りがある可能性を見いだした.
2)ポンプの運動解析
蚊のポンプは直列な2つのポンプで構成されている.この2つのポンプの間には逆止弁が付いており,2つのポンプは逆位相で運動することが生体系の研究によって報告されている.本研究では流量とこれら2つのポンプの運動特性との関連を明らかにし,それぞれの性能を特定するために,ポンプそのものの運動はポンプに直接電極を付け電位変化を計測できるようにした.ただしこの測定に関しては次年度に行う.
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