柔軟なガラス針を用いた脆弱な細胞のマニュピレートを可能にするマイクロハンドの開発

开发出一种微型手，可以使用柔性玻璃针操纵脆弱的细胞

• 批准号: 16H00349
• 负责人: 川口 敏史
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00349/
• 关键词: マイクマニピュレーション; 珪藻

本研究の目的は、珪藻類等の脆弱な微小物体のマニピュレーションを可能にするマイクロハンドを開発することである。マイクロハンドは、物体を把持するガラス針2本と各ガラス針を動かす2組の3自由度ステージからなり、倒立顕微鏡下で操作する。研究成果を以下に示す。1. 脆弱な物体を扱うには、ガラス針を細く柔軟にして把持力を抑える必要がある。そこで、太いガラス針を熱して細く引き延ばすプラーを用い、2段引き法によりガラス針を作成した。作成条件を変えて針の形状を調整し、直径約10μm以下の領域が先端から約50μmの針a、250μmの針b、500μmの針cを作成した。2. 高さ調整用の手動ステージ1個と水平移動用の自動ステージ2個からなる3自由度ステージを2組製作し、それらにガラス針を取り付けてマイクロハンドを構成した。ガラス針と物体が同じ高さになるよう手動ステージを調整した後、コンピュータ制御された自動ステージを動かして物体を把持する。ガラス針を水平に近い角度で取り付けることで、従来必要だった針先の曲げ加工をせずとも物体との接触部を広くとることができた。3. 針a、b、cを用いて珪藻を把持運搬する実験を行った。珪藻を破損または取り落とした場合を失敗として20回実験した結果、針aで成功3失敗17、針bで成功16失敗4、針cで成功20失敗0となった。針aではしなりが見られず、針の間隔が数μm変化すると失敗となった。一方、針b、cではそれぞれ最大25度、50度のしなり角を生じ、針の間隔や力の方向が変化しても柔軟に変形したため成功率が大幅に向上した。また、シャーレ底面に接触しても針が破損しないため、物体と底面の隙間に針を差し込んで下から力を加え、物体を回転させることも可能となった。本研究の成果により脆弱な微小物体のマニュピレーションが可能となり、バイオ分野の進展に大いに貢献するものと期待できる。

The purpose of this study is to explore the possibility of developing fragile micro-objects such as algae. 2 sets of 3 degrees of freedom (DOF) for the control of objects and the operation under inverted micromirrors The results of the study are shown below. 1. Fragile objects are soft and delicate. In addition to the above, it is also possible to use the two-stage lead method to make the lead method. The needle shape is adjusted according to the preparation conditions, and the needle a, the needle b and the needle c of about 50μm, 250μm and 500μm are prepared in the area with a diameter of about 10μm or less. 2. 1 manual switch for height adjustment 2 automatic switches for horizontal movement 2 sets of switches for height adjustment When the object is moved, it is moved manually. The angle of contact between the needle and the object is determined by the angle of contact. 3. A, B and C are used to control the movement. Failure in case of failure in case of failure in The needle a is not visible, the needle spacing is several μm, and the needle fails. A side, needle b, c, etc., the maximum angle of 25 degrees, 50 degrees, the distance between the needle and the direction of the force, the soft shape, the success rate is greatly increased. The bottom surface of the object is broken, the gap between the object and the bottom surface is broken, and the force is added, and the object is returned. The results of this study are expected to contribute to the development of fragile micro-objects.