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2007 Fiscal Year Annual Research Report

レーザ光を用いた非球状マイクロ物質の非接触3次元姿勢操作・加工の研究

Research Project

Project/Area Number 17560241
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

田中 芳夫  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 健康工学研究センター, 主任研究員 (30357454)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平野 研  独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究センター, 研究員 (80392653)
Keywords光ピンセット / マイクロ操作 / 画像処理
Research Abstract

平成19年度は,各種マイクロ物質の形状に応じた新規操作法を引き続き検討するとともに,これら操作法と被操作対象物の実時間画像処理による特徴抽出法の融合化による操作.配置の自動化手法について検討し,以下の結果を得た.
1.非球状の珪藻,棒状のウイスカを一般化ハブ変換を用いて実時間で顕微鏡画像から検出し,検出したこれら微小物に時分割光ピンセット法を用いて生成した多点光ピンセットビームを照射することで自動的に安定して捕捉し,その後,配向姿勢を制御しつつ移動させることに成功した.また,捕捉点数を変えることで,珪藻の安定した3次元的な捕捉姿勢を変更できること等も明らかになった.さらに,ガルバノミラーを利用してレーザ光の照射位置を高速に制御することで,PDMS製のマイクロ流路中を流れるマイクロビーズ等を異なった位置に配置した回収用ウェルに能動的に分別できることを実証した.これら結果により,実時間画像処理と光ピンセット法の統合による顕微鏡下のマイクロ作業の自動化の可能性と有効性を実証することができた.
2.ひも状の1分子DNAを塊状に試薬を用いて可逆的に形状を変換することで,光ピンセット法によりサイズごとに分別できる方法を提案し,有効性を実証した.また,昨年度問題点として残された3ビーム光ピンセットシステムでの1分子DNAの観察については,蛍光励起用レーザ光の強度の改善,最適なサンプルおよび染色濃度を精査することで,鮮明な画像として観察できるようになったが,ひも状の1DNAの端点を基板に固定していない状態,すなわち浮遊状態の1分子DNAをナノビーズ集積法を用いて手作業で捕捉するのは非常に困難であり,2点以上の捕捉による引き延ばし・切断の可能性を実証することはできなかった.しかし,観察系,サンプルの最適条件が明らかになったので,来年度以降に画像処理による自動捕捉等により引き続き検討したい.

  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (13 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Multi-cell sorting on micro fluidic chip using optical gradient force2007

    • Author(s)
      Hideya Nagata, et. al.
    • Journal Title

      Proceedings of Micro TAS2007 Vol.2

      Pages: 1176-1178

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sjngle molecule analysis of condensed DNA (Measurement of condensation speedand single molecule size using laser trapPing)2007

    • Author(s)
      Tomomi Ishido, et. al.
    • Journal Title

      Proceedings of MicroTAS2007 Vol.2

      Pages: 1399-1201

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザートラップによる円形加速度運動を用いたDNA1分子のサイジング2007

    • Author(s)
      平野 研, 他
    • Organizer
      第16回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2007-10-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 光学顕微鏡下における非球状物の非接触3次元マニピュレーション2007

    • Author(s)
      田中芳夫, 他
    • Organizer
      第16回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2007-10-30
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 実時間画像処理による微粒子認識と光ピンセット捕捉2007

    • Author(s)
      川田博之, 他
    • Organizer
      第16回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2007-10-30
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 光圧力駆動マルチ細胞回収マイクロチップ2007

    • Author(s)
      長田英也, 他
    • Organizer
      第16回化学とマイクロナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Year and Date
      2007-10-30
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Multi-cell sorting On micro fluidic chip using optical gradient force2007

    • Author(s)
      Ken Hirano, et. al.
    • Organizer
      13th Microoptics Conference(MOC'07)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Japan
    • Year and Date
      2007-10-30
  • [Presentation] Single molecule analysis of condensed DNA-Direct measurement of condensedsPeed and single molecule sizing by laser trapping-2007

    • Author(s)
      Ken Hirano, et. al.
    • Organizer
      13th Microoptics Conference(MOC'07)
    • Place of Presentation
      Takamatsu, Japan
    • Year and Date
      2007-10-30
  • [Presentation] Optical multi-cell sorting on micro fluidic chips2007

    • Author(s)
      H. Nagata, et. al.
    • Organizer
      International Symposium on Microchemistry and Microsystems(ISMM2007)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2007-10-29
  • [Presentation] Single molecule analysjs of condensed DNA-Measurement of condensation speedand single molecule size using laser trapping-2007

    • Author(s)
      Tomomi Ishido, et. al.
    • Organizer
      Micro TAS2007
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2007-10-10
  • [Presentation] Multi-cell sorting on micro fiuidic chip using optical gradient force2007

    • Author(s)
      Hideya Nagata, et. al.
    • Organizer
      Micr0TAS2007
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2007-10-09
  • [Presentation] レーザマニピュレーションによる非球状物の3次元操作2007

    • Author(s)
      田中芳夫, 他
    • Organizer
      平成19年度電気関係学会四国支部連合大会
    • Place of Presentation
      徳島市
    • Year and Date
      2007-09-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 画像処理と光ピンセットの融合による微粒子自動操作2007

    • Author(s)
      川田博之, 他
    • Organizer
      平成19年度電気関係学会四国支部連合大会
    • Place of Presentation
      徳島市
    • Year and Date
      2007-09-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] レーザマニピュレーション技術と高度自動化技術の融合化によるマイクロ操作の高度化2007

    • Author(s)
      田中芳夫
    • Organizer
      四国テクノサイエンス研究会第94回研究会
    • Place of Presentation
      高松市
    • Year and Date
      2007-06-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 光学顕微鏡下における非球状物の非接触3次元操作2007

    • Author(s)
      田中芳夫, 他
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2007(ROBOMEC2007)
    • Place of Presentation
      秋田市
    • Year and Date
      2007-05-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微粒子アレイの作成方法および装置2008

    • Inventor(s)
      田中 芳夫, 川田 博之, 平野 研, 石川 満, 北島 博之
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      特許,特願2008-101060
    • Filing Date
      2008-04-09

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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