课题基金 / 基金详情

微小流路内流れを利用した細胞分離の基礎研究

微小流路内流れを利用した細胞分離の基礎研究
利用微通道流动进行细胞分离的基础研究
批准号:
20H02072
负责人:
関 眞佐子
金额:
$11.23万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份:
2020
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2020-04-01 至 2024-03-31

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
流路内層流に浮遊する粒子が慣性に起因する揚力を受けて,粒子の大きさや変形性、流速等に応じて流路断面内の特定の位置を通過する現象はSegre-Silberberg効果として知られており,粒子の分離・選別への応用が期待されている.細胞を浮遊させる場合には高分子等を含む粘弾性流体を媒質とする場合が多いことから,慣性による揚力に加えて,細胞の変形性や媒質の粘弾性に起因する揚力も重要となる。本研究は,この現象を実験および数値シミュレーションによって解析し、細胞の分離・選別への応用に向け、浮遊粒子の変形性や媒質の粘弾性がSegre-Silberberg効果に及ぼす影響とその機序を解明することを目的とする。2022年度は、変形性をもつヒドロゲル微粒子を用いた実験と矩形管内流れ中のSegre-Silberberg効果の数値シミュレーションを行った.ヒドロゲル粒子の浮遊液を正方形微小管に流し,下流断面における粒子の通過位置を計測した.ヒドロゲル粒子は媒質とのコントラストが弱いため蛍光指標したゲル粒子を用いることとし,「微小流路断面観察システム」を蛍光計測用に改良することにより管出口付近の正面観察を行った。低レイノルズ数(~0.1)で管中央への集中、レイノルズ数=5-10で対角線上の4点への集中が見られた。これらの粒子集中パターンは剛体粒子の分布と対照的であるのに対し、赤血球分布と定性的に一致したことから、浮遊粒子の変形性が寄与していることが分かった。数値シミュレーションでは、矩形管を流れるニュートン流体中の粒子運動とFENE-Pモデルに基づく弾性流体中の粒子運動の解析を行った。特に断面のアスペクト比が1.5と2の矩形管に対しニュートン流体に浮遊する剛体球の運動を、様々な粒子径とレイノルズ数の場合に解析し、粒子集中パターンのマップを作成した。
英文摘要
流路内層流に浮遊する粒子が慣性に起因する揚力を受けて,粒子の大きさや変形性、流速等に応じて流路断面内の特定の位置を通過する現象はSegre-Silberberg効果として知られており,粒子の分離・選別への応用が期待されている.細胞を浮遊させる場合には高分子等を含む粘弾性流体を媒質とする場合が多いことから,慣性による揚力に加えて,細胞の変形性や媒質の粘弾性に起因する揚力も重要となる。本研究は,この現象を実験および数値シミュレーションによって解析し、細胞の分離・選別への応用に向け、浮遊粒子の変形性や媒質の粘弾性がSegre-Silberberg効果に及ぼす影響とその機序を解明することを目的とする。2022年度は、変形性をもつヒドロゲル微粒子を用いた実験と矩形管内流れ中のSegre-Silberberg効果の数値シミュレーションを行った.ヒドロゲル粒子の浮遊液を正方形微小管に流し,下流断面における粒子の通過位置を計測した.ヒドロゲル粒子は媒質とのコントラストが弱いため蛍光指標したゲル粒子を用いることとし,「微小流路断面観察システム」を蛍光計測用に改良することにより管出口付近の正面観察を行った。低レイノルズ数(~0.1)で管中央への集中、レイノルズ数=5-10で対角線上の4点への集中が見られた。これらの粒子集中パターンは剛体粒子の分布と対照的であるのに対し、赤血球分布と定性的に一致したことから、浮遊粒子の変形性が寄与していることが分かった。数値シミュレーションでは、矩形管を流れるニュートン流体中の粒子運動とFENE-Pモデルに基づく弾性流体中の粒子運動の解析を行った。特に断面のアスペクト比が1.5と2の矩形管に対しニュートン流体に浮遊する剛体球の運動を、様々な粒子径とレイノルズ数の場合に解析し、粒子集中パターンのマップを作成した。
期刊论文(35)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
円管路内の赤血球の慣性移動に関する数値解析
红细胞在圆形导管中惯性运动的数值分析
DOI: --
发表时间: 2022
期刊:
影响因子: --
作者: [藤井宏之, 井上優輝, 羅炫禹, 小林一道, 渡部正夫, 武石直樹,山下博士,大森俊宏,横山直人,和田成生,関眞佐子]
通讯作者: 武石直樹,山下博士,大森俊宏,横山直人,和田成生,関眞佐子
DOI: --
发表时间: 2020
期刊:
影响因子: --
作者: [川島拓真, 川口達也, 齊藤卓志, 山下博士,関眞佐子]
通讯作者: 山下博士,関眞佐子
矩形管内粘弾性流体流れ中の粒子に作用する揚力の数値解析
矩形管内粘弹性流体流动中颗粒升力的数值分析
DOI: --
发表时间: 2020
期刊:
影响因子: --
作者: [東健人, 山下博士, 横山直人,板野智昭, 関眞佐子]
通讯作者: 関眞佐子
関西大学学術リポジトリ
关西大学学术资料库
DOI: --
发表时间:
期刊:
影响因子: --
作者: []
通讯作者:
共 31 条
    細胞の大きさ・形状・変形性に基づく細胞分離の流体力学的研究
    • 批准号:
      24K00809
    • 项目类别:
      Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    • 资助金额:
      $11.81万
    • 财政年份:
      2024
    • 负责人:
      関 眞佐子
    • 依托单位:
    毛細管内の赤血球運動に及ぼす変形性の影響
    微小血管ネットワークにおける波動の伝播現象
    振動ずり流れ中における赤血球の形状変化の解析
    海外基金