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2010 年度 実績報告書

流体力による単細胞制御と電気的センシングとの複合技術を用いた細胞変形能の計測

研究課題

研究課題/領域番号 21360095
研究機関京都大学

研究代表者

中部 主敬  京都大学, 工学研究科, 教授 (80164268)

研究分担者 巽 和也  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90372854)
キーワード物質輸送 / 細胞変形能 / マイクロ流路 / 剪断応力 / 剪断応力 / 電場分布 / 速度分布 / 可視化技術
研究概要

初年度に引き続き,赤血球(RBC)の変形能計測のためのセンサー電極の設計・試作とマイクロ流路内でのRBCの挙動・形状の可視化・画像処理とを検討する.センサー電極の性能向上を図るには,とくにセンサー電極端のフリンジ効果による不均一な電場分布を平坦化する必要があることが分かった.そのため,センサー電極の両脇にはガード電極を並行配置し,かつ,それら3本とグラウンド電極とを対向配置するように設計変更を行った.センサー電極の製作では,電気特性の最も安定している白金をガラス基板上にスパッタリングして薄膜を形成し,ネガ型フォトレジスト(ZPN)を用いたリフトオフ法で回路をパターンニングした.また,電気2重層の影響を抑制するため電極表面には黒メッキ処理も施した.電極間へ の印加交流電圧とその周波数は初年度から数値解析的にも検討しており,その結果に基づいて,それぞれ1V_p-p,10kHzとした.これによりRBCがセンサー電極間を通過する時に電極間電気的抵抗が変化し,その出力信号をインピーダンスアナライザーに取り込んだ.詳細な電場解析は最終年度にずれ込むが,センサー電極から波形処理可能な信号出力は取得できるようになった。一方,実験に供するRBCは血管内での新鮮なものに比して膜のポテンシャルが低下する,また,RBCは溶液のpHや極性に敏感であることのために,できる限り正常なRBCと同じ状態を保持できる適切な溶液調合が必須であることが分かった.さらに,比較対象とするRBCとして3種類(正常なもの・両凹円盤面形状を保持するもの・球状を保持するもの)を作成するための溶液調合も必要であったが,これまで行ってきたグルタールアルデヒド処理ではRBCが萎縮しすぎることが判明したため,他の調合を急遽こころみており,ほぼその目途はついた.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrical Classification of Single Red Blood Cell Deformability in High Shear Rate Micro-Channel Flows2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Katsumoto, K.Tatsumi, T.Doi, K.Nakabe
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 31 ページ: 985-995

    • 査読あり
  • [学会発表] Microscopic Fluid Temperature Measurements using Fluorescence Polarization Method2011

    • 著者名/発表者名
      K.Tatsumi, A.Tozaki, K.Nakabe
    • 学会等名
      Proc.ASME/JSME 8th Thermal Engineering Joint Conference (AJTEC2011)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] Microscopic Fluid Temperature Measurements in Channels using Fluorescence Polarization Method2010

    • 著者名/発表者名
      K.Tatsumi, A.Tozaki, K.Nakabe
    • 学会等名
      Proc.10th Kyoto-Seoul National-Tsinghua University Thermal Engineering Conference
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2010-10-28
  • [学会発表] 一様磁場下の流路内赤血球運動に関する数値解析2010

    • 著者名/発表者名
      巽和也, 黒木遼, 荒川智樹, 中部主敬
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] マイクロ蛍光偏光法を用いた流路内の流体温度計測(第2報)2010

    • 著者名/発表者名
      遠崎晃久, 巽和也, 中部主敬
    • 学会等名
      第47回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2010-05-27
  • [備考]

    • URL

      http://mtfm.me.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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