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2021 年度 実績報告書

卵管内の力学的環境を考慮した運動良好精子分離装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03939
研究機関米子工業高等専門学校

研究代表者

早水 庸隆  米子工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90413822)

研究分担者 百武 徹  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20335582)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード運動精子 / PTV / LIF / 混相流解析
研究実績の概要

【研究方法】
本研究目的は,卵管内の力学的環境が運動精子に及ぼす影響を流体力学的に調べることである.卵管内の力学的環境を考慮したマイクロチャネル内の運動精子の挙動をPTVで,Ca2+由来の蛍光をLIFによって計測し,それらの関係を調査した.運動精子の挙動に関しては,混相流解析も実施した.
【研究実績】
本年度は,マイクロチャネルの形状と壁面の影響について調査するため,直チャネル部と曲チャネル部を有するマイクロチャネル,異なる溝幅をもつ溝付きのマイクロチャネルの設計・製作をした.そして,マイクロチャネル内の運動精子の挙動を調査し,直チャネル部と曲チャネル部での比較および溝なしと溝付きでの比較をした.その結果,以下の知見が得られた.
①低流速域で精子は遡上傾向を見せる.②直チャネル部と曲チャネル部において,いずれも遡上精子は低流速域である壁面付近に集中する.③溝付きチャネルにおいて,壁面付近の微小溝部に遡上精子が集中する.④溝付きチャネルの微小溝は精子の遡上運動を補助する.
また実験データの検証に用いる混相流解析の妥当性の検証も行った.本混相流解析は精度良く実験結果を再現していることが確認された.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Particle Behavior in Curved Microchannels: Aspect Ratio Effects2021

    • 著者名/発表者名
      Hayamizu Y、Nakamura A、Hyakutake T、Gonda T、Morita S、Ohtsuka S、Yanase S
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1909 ページ: 012062~012062

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1909/1/012062

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マイクロチャネル内の精子の挙動(運動精子に及ぼす溝の影響)2022

    • 著者名/発表者名
      坂本 虎之介,早水 庸隆 ,白石 僚也,大塚 茂,森田 慎一,百武 徹
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第60期総会・講演会
  • [学会発表] ヘリカル管内における2液混合(混合に及ぼす二次流れの影響)2022

    • 著者名/発表者名
      足羽 竜輝,早水 庸隆,アラム アシュラフル,白石 僚也,大塚 茂,森田 慎一,百武 徹,柳瀬 眞一郎
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第60期総会・講演会
  • [学会発表] 精子集積構造を有するマイクロ流体チップに関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      櫻井 凛太郎,金井 蓮,百武 徹
    • 学会等名
      第33回バイオエンジニアリング講演会
  • [学会発表] Hydrodynamic study of bovine sperm motility and application to in vitro fertilization (Invited speaker)2021

    • 著者名/発表者名
      Toru Hyakutake
    • 学会等名
      RIMS Workshop Biofluid Mechanics of Reproduction
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヘリカル管内の2液の混合(混合に及ぼす流入条件の影響)2021

    • 著者名/発表者名
      足羽 竜輝,早水 庸隆,アラム アシュラフル,白石 僚也,大塚 茂,森田 慎一,百武 徹,柳瀬 眞一郎
    • 学会等名
      日本機械学会第99期流体工学部門講演会
  • [学会発表] 溝付きマイクロチャネル内の精子の挙動2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 虎之介,早水 庸隆 ,白石 僚也,大塚 茂,森田 慎一,百武 徹
    • 学会等名
      日本機械学会第99期流体工学部門講演会

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公開日: 2022-12-28  

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