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2010 年度 実績報告書

多次元マイクロ・プロセス・トモグラフィー法によるバイオ流体チップの開発と計測

研究課題

研究課題/領域番号 21360088
研究機関日本大学

研究代表者

武居 昌宏  日本大学, 理工学部, 教授 (90277385)

キーワードバイオ流体チップ / ナノ粒子 / 多次元計測 / マイクロ流路 / 120個電極 / 濃度分布 / 多次元MPT / 可視化計測
研究概要

本年度はフェーズ2「多次元MPTバイオ流体チップによるナノ粒子濃度分布の多次元計測」を行った。昨年度製作した多次元MPTにより、流量の初期濃度をパラメータとし、ナノ粒子の濃度分布を、マイクロ流路断面二次元+時間の分布画像として可視化計測し、ナノ粒子混相流の多次元フローサイトメトリーを開発した(詳細な実施項目は下記参照)。本研究代表者の武居昌宏は、全項目についての統括と指導的な立場として関わり、マイクロ粒子に特化した動的なマイクロ電気計測の専門的なアドバイザーとして、中国Yanshan大学のLiu Yonghong氏を日本大学客員研究員として迎えた。クリスチャン・バサリオ君(本学大学院博士後期課程2年)も、実験担当の崔さんの引き継ぎとして、随時実験を担当した。
◆実施項目:
(1)超高速スイッチング装置のプログラミングと調整:120個の電極間の超高速スイッチングと電位印加の同期を取るために、マトラボを用いてプログラミングを行った。静止一様分散液体を用い、作成したプログラムを調整しつつ、その精度の評価を行った。
(2)マイクロシリンジポンプからの定量供給における画像再構成の調整:次の段階として、粒子濃度分布を可視化計測するために、マイクロシリンジポンプから多次元MPTバイオ流体チップ内に、実際にナノ粒子を供給する。
(3)マイクロ流路内のナノ粒子挙動の多次元MPTによる可視化計測実験:さらに段階を進め、多次元MPTバイオ流体チップを用い、流量、供給量をさまざまに変化させる。これにより多種の濃度分布画像を取得しデータベースを構築する。
(4)まとめ:集められた実験データの精度の確認を行った。さらに以上の(1)から(3)の実施項目について、フェーズ2の結果として評価しまとめた。

  • 研究成果

    (54件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (41件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Simulation of the relationship between the Current Pattern and Particle Distribution in Electrical Resistance Tomography2010

    • 著者名/発表者名
      E.Choi, M.Takei, D.H.Doh
    • 雑誌名

      混相流(日本混相流学会論文集)

      巻: Vol24No.2 ページ: 179-188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接線方向噴流による管内旋回流中の棒状物体周囲流れの空間周波数解析2010

    • 著者名/発表者名
      本多正明、野口常夫、都徳煕、武居昌宏、石井進
    • 雑誌名

      噴流工学(日本ウォータージェット学会誌)

      巻: Vol26No.3 ページ: 19-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of Resistivity Distribution Tomography Measurement Method of Two-Phase Flow in Microchannel for Heat Exchanger2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, M.Takei, D.H.Doh
    • 雑誌名

      日本冷凍空調学会論文集

      巻: Vol27No.2 ページ: 139-147

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CFD-DEM Simulation of Particle Behaviors under Acceleration in a Solid Air Two Phase Flow2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 雑誌名

      日本冷凍空調学会論文集

      巻: Vol27No.2 ページ: 161-168

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Boiling Heat Transfer in Micro-Capillary-Grooves with Different Structured Surfaces of Micro-Cavities2010

    • 著者名/発表者名
      N.Guan, L.Zhigang, M.Takei, C.Zhang
    • 雑誌名

      Experimental Heat Transfer, Taylor & Francis

      巻: Vol23Issue3 ページ: 217-234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Dielectrophoretic Velocities of Microparticles in a Minichannel2010

    • 著者名/発表者名
      K.Oshii, J.E.Choi, H.Obara, M.Takei
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society for Experimental Mechanics(日本実験力学会誌)

      巻: Vol10 ページ: 79-84

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conditional Sampling Stereoscopic PIV Measurements around the Blade of the Vertical Axis Wind Turbine2010

    • 著者名/発表者名
      M.Honda, T.Noguchi, D.H.Doh, M.Takei, S.IShii
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society for Experimental Mechanics(日本実験力学会誌)

      巻: Vol10 ページ: 73-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Microchannel with 60 electrodes and Resistance measurement2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, M.Takei
    • 雑誌名

      Flow Measurement and Instrumentation, Elsevier

      巻: Vol21Issue3 ページ: 178-183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ECT Measurement and CFD-DEM Simulation of Particle Distribution in a down-flow fluidized bed2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei, D.H.Doh
    • 雑誌名

      Flow Measurement and Instrumentation, Elsevier

      巻: Vol21Issue3 ページ: 212-218

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional simulation of the particle distribution in a downer using CFD-DEM and comparison with the results of ECT experiments2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, K.Liu, Y.Cui, M.Takei
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology, Elsevier

      巻: Vol21 ページ: 630-640

    • 査読あり
  • [学会発表] Nonstationary thermal wave imaging techniques for nondestructive testing2011

    • 著者名/発表者名
      R. Mulaveesala, S. V. Ghali, M. Amarnath, V. K. Gupta, M. Takei
    • 学会等名
      SPIE conference on Smart Structures/NDE 2011
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      20110306-10
  • [学会発表] マイクロ・プロセス・トモグラフィー法によるマイクロ・チャンネルの断面の固液二相流の濃度分布計測とシミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      20110108-20110109
  • [学会発表] Identification of the blood clot by exploiting its electrical properties2011

    • 著者名/発表者名
      S.Achyut, M.Takei, T.Yamane
    • 学会等名
      日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      20110108-20110109
  • [学会発表] 揺動する循環流動層内における触媒粉体濃度分布のトモグラフィー計測2010

    • 著者名/発表者名
      藤原琢也、趙桐、武居昌宏、村田裕幸、春海一佳
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学サテライトキャンパス
    • 年月日
      20101206-20101207
  • [学会発表] Fabrication of Microchannel for 3D Particle Mixing-Proposal of 3D dynamic particle mixing in microchannel by using electrical tomography and die electrophoresis-2010

    • 著者名/発表者名
      Nur Tantiyani Ali Othman, J.E.Choi, Mohd Sobri Takriff, M.Takei
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学サテライトキャンパス
    • 年月日
      20101206-20101207
  • [学会発表] Wavelet Analysis of Particle Distribution in Down-flow Fluidized Bed based on ECT Image2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      第16回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学サテライトキャンパス
    • 年月日
      20101206-20101207
  • [学会発表] マイクロ・チャンネル内の可視化測定2010

    • 著者名/発表者名
      加茂将太、崔題恩、武居昌宏
    • 学会等名
      粉体工学会2010年度 秋期研究発表会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト 会議棟
    • 年月日
      20101130-20101201
  • [学会発表] Visualization and Measurement of Particle Distribution in Circulating Fluidized Bed using Electrical Capacitance Tomography2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      第14回オーガナイズド混相流フォーラム(OMF2010)-定山渓-地球環境とエネルギー、混相流の役割-
    • 発表場所
      北海道大学 定山渓グランドホテル
    • 年月日
      20101113-20101114
  • [学会発表] Sub-Micro Particle Distribution of Measurement and Simulation in Cross-section of Microchannel by Process Computed Tomography2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 2010 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20101107-20101110
  • [学会発表] Pressure Measurement in Elastic Tube Changing Cross Section Area2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hatakeyama, M.Takei, S.Yakubo
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20101104-20101107
  • [学会発表] Determining Temperature Distribution on a Polycarbonate material during phase Change using Electrical Capacitance Tomography2010

    • 著者名/発表者名
      K. G. Basario, J. E. Choi M. Takei
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20101104-07
  • [学会発表] Impedance Spectroscopic Measurement of Particle Concentration in Solid-liquid Two-phase Flow2010

    • 著者名/発表者名
      Y. Itoh M. Takei
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20101104-07
  • [学会発表] 固液二相流における粒子濃度分布の分光計測2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤勇人、武居昌宏
    • 学会等名
      第88期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山形大学工学部 山形
    • 年月日
      20101030-20101031
  • [学会発表] 誘電泳動による微小流路内粒子挙動の速度計測2010

    • 著者名/発表者名
      押井和毅、崔題恩、小原弘道、武居昌宏
    • 学会等名
      第88期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山形大学工学部 山形
    • 年月日
      20101030-20101031
  • [学会発表] ECT : a novel Technique in Measuring Temperature Intensity during Phase Transformation of Polycarbonate Resins2010

    • 著者名/発表者名
      B.Kristian, J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      第88期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山形大学工学部 山形
    • 年月日
      20101030-20101031
  • [学会発表] プロセス・トモグラフィー法を用いたマイクロ・チャンネル内の3次元粒子分布の再構成2010

    • 著者名/発表者名
      崔題恩、武居昌宏
    • 学会等名
      可視化情報全国講演会(鹿児島2010)
    • 発表場所
      霧島市国分シビックセンター 霧島
    • 年月日
      20101007-20101008
  • [学会発表] 弾性チューブの断面積を変化させた時の圧力変化2010

    • 著者名/発表者名
      畠山昌士、武居昌宏、矢久保修嗣
    • 学会等名
      可視化情報全国講演会(鹿児島2010)
    • 発表場所
      霧島市国分シビックセンター 霧島
    • 年月日
      20101007-20101008
  • [学会発表] Experimental Residence Measurement on Solid-liquid Two-phase Flow in Microchannel2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Liu, J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      6th World Congress on Industrial Process Tomography (WCIPT)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20100906-20100909
  • [学会発表] CFD-DEM Simulation and Laser CT Measurement of Particle Dispersion Behaviors in an Accelerative Container2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      6th World Congress on Industrial Process Tomography (WCIPT)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20100906-20100909
  • [学会発表] 3D Sub-Micro Particle Distribution in Microchannel by ECT and Comparison with Simulation2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      6th World Congress on Industrial Process Tomography (WCIPT)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20100906-20100909
  • [学会発表] Frequency Modulated Thermal Wave Imaging for Non Destructive Testing2010

    • 著者名/発表者名
      R.Mulaveesala, M.Takei
    • 学会等名
      6th World Congress on Industrial Process Tomography (WCIPT)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20100906-20100909
  • [学会発表] 振動する管路内の固気二相流濃度分布のトモグラフィー計測2010

    • 著者名/発表者名
      藤源琢也、趙桐、武居昌宏、村田裕幸、春海一佳
    • 学会等名
      日本機械学会 2010年度 年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学 名古屋
    • 年月日
      20100905-20100908
  • [学会発表] Using Electrical Capacitance Tomography in Determining Temperature Distribution on a Polycarbonate Material During Phase Change2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.Basario, J.E.Choi, M.Takei
    • 学会等名
      日本機械学会 2010年度 年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学 名古屋
    • 年月日
      20100905-20100908
  • [学会発表] 誘電泳動により駆動する微小流路内粒子挙動の速度計測2010

    • 著者名/発表者名
      押井和毅、崔題恩、小原弘道、武居昌宏
    • 学会等名
      日本機械学会 2010年度 年次大会
    • 発表場所
      名古屋工業大学 名古屋
    • 年月日
      20100905-20100908
  • [学会発表] Experimental investigation on resistance Characteristics in micro cylinder group2010

    • 著者名/発表者名
      Z.Liu, N.Guan, M.Takei, C.Zhang
    • 学会等名
      日本実験力学会 2010年度 年次講演会
    • 発表場所
      長崎大学 長崎
    • 年月日
      20100817-20100819
  • [学会発表] ECTによるマイクロ・チャンネル内の固液二相流の断面濃度計測とDEMシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      崔題恩、武居昌宏
    • 学会等名
      日本実験力学会 2010年度 年次講演会
    • 発表場所
      長崎大学 長崎
    • 年月日
      20100817-20100819
  • [学会発表] Fabrication of 80 Electrodes Embedding Micro Channel and Tomographic Concentration Measurement in Liquid Particle Flow2010

    • 著者名/発表者名
      M. Takei
    • 学会等名
      15th Annual International Symposium on Chemical-Mechanical Planarization
    • 発表場所
      Lake Placid, NY, USA
    • 年月日
      20100808-11
  • [学会発表] Numerical Investigation of Laminar Flow and Heat Transfer in Micro-Cylinder-Groups2010

    • 著者名/発表者名
      N.Guan, Z.Liu, M.Takei, C.Zhang
    • 学会等名
      The 3rd joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting and 8th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels (FEDSM-ICNMM8)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20100801-20100805
  • [学会発表] 2D Measurement and Simulation of Microparticle Cross-Sectional Distribution by micro process Tomography2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      The 3rd joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting and 8th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels (FEDSM-ICNMM8)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20100801-20100805
  • [学会発表] Cross-Correlation Based Compression Technique for Frequency Modulated Thermal Wave Imaging2010

    • 著者名/発表者名
      G. V. Subbarao, R. Mulaveesla M. Takei
    • 学会等名
      10th International Conference on Quantitative IR Thermography (QIRT 2010)
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 年月日
      20100727-30
  • [学会発表] Resistance Measurement on Solid-Liquid Two-Phase Flow in Microchannel2010

    • 著者名/発表者名
      J.E.Choi, T.Liu, M.Takei
    • 学会等名
      第38回可視化情報シンポジウム
    • 発表場所
      工学院大学 新宿
    • 年月日
      20100720-20100721
  • [学会発表] マイクロ・プロセス・トモグラフィー法を利用したマイクロチャンネル 混相流の抵抗率の分布2010

    • 著者名/発表者名
      崔題恩、武居昌宏
    • 学会等名
      日本混相流学会 年会講演会2010
    • 発表場所
      静岡大学 静岡
    • 年月日
      20100717-20100719
  • [学会発表] 微細流動測定用マイクロ3次元PTVの構築と測定性能検定2010

    • 著者名/発表者名
      金亨俊、崔題恩、都徳煕、武居昌宏
    • 学会等名
      日本混相流学会 年会講演会2010
    • 発表場所
      静岡大学 静岡
    • 年月日
      20100717-20100719
  • [学会発表] レジスタンスCTによるナノファイバーの沈降の可視化2010

    • 著者名/発表者名
      澤田暢介、所千晴、D.Scott、武居昌宏
    • 学会等名
      第20回環境工学総合シンポジウム
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 横浜
    • 年月日
      20100627-20100628
  • [学会発表] 揺動する循環流動層内における触媒粉体濃度分布のキャパシタンスCT計測2010

    • 著者名/発表者名
      藤原琢也、趙桐、武居昌宏
    • 学会等名
      第15回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学 東京
    • 年月日
      20100621-20100622
  • [学会発表] Particle Concentration of 3D-Imaging in Microchannel by Process Computed Tomography Method2010

    • 著者名/発表者名
      J. E. Choi M. Takei
    • 学会等名
      International Symposium on Flow Visualization (ISFV14)
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      20100620-24
  • [学会発表] Comparisons of Volume-PTV and Tomo-PIV2010

    • 著者名/発表者名
      D.H.Doh, G.R.Cho, H.J.Jo, Y.W.Lee, M.Takei
    • 学会等名
      International Symposium on Flow Visualization (ISFV14)
    • 発表場所
      Daegu, Korea
    • 年月日
      20100620-20100624
  • [学会発表] Study of the Catalyst Distribution in a New Designed Downer Distributor Using ECT and CFD-DEM Method2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      7th International Conference on Multiphase Flow (ICMF 2010)
    • 発表場所
      Tampa, Florida, USA
    • 年月日
      20100530-20100604
  • [学会発表] レジスタンスCTによる固液分離の可視化2010

    • 著者名/発表者名
      澤田暢介、D.Scott、所千晴、武居昌宏
    • 学会等名
      2010年粉体工学会 春期研究発表会
    • 発表場所
      京大会館 京都
    • 年月日
      20100525-20100526
  • [学会発表] Particle Behaviors under Acceleration Condition in Solid-Air Two Phase Flow2010

    • 著者名/発表者名
      T.Zhao, M.Takei
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18)
    • 発表場所
      Xi'an, China
    • 年月日
      20100517-20100521
  • [学会発表] CST-NU Collaborates Foreign Universities for the Global International of Mechanical Engineering Education2010

    • 著者名/発表者名
      K.G.Basario, M.Takei
    • 学会等名
      2010 Japanese Society for Engineering Education (JSEE) Annual Conference, International Cooperation in English Education
    • 発表場所
      Sendai Japan
    • 年月日
      2010-08-21
  • [図書] 基礎から学ぶ 工業力学2010

    • 著者名/発表者名
      武居昌宏、飯田明由、金野祥久
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      オーム社
  • [図書] 漫画流体力学(中国語版)2010

    • 著者名/発表者名
      武居昌宏, 松下マイ(作画)
    • 総ページ数
      194
    • 出版者
      オーム社(日本)/科学出版社(北京、中国)
  • [備考]

    • URL

      http://www.mech.cst.nihon-u.ac.jp/studies/takei/top.htm

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公開日: 2012-07-19  

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