生体分子モーターを駆動源とするバイオマイクロマシンの創製

使用生物分子马达作为驱动源创建生物微型机器

• 批准号: 16651079
• 负责人: 丸尾 昭二
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16651079/
• 关键词: マイクロ光造形法; バイオマイクロマシン; 光トラッピング; 生体分子モーター

体内を自在に移動して治療を行う医療マイクロマシンは、マイクロマシン技術の中で最も切望されている課題の1つである。本研究では、ATPにより駆動する生体分子モーターを融合させたバイオマイクロ・ナノマシンの開発を目指した。このようなバイオマイクロマシンを構築するには、生体適合性の高い材料で構成されたマイクロ可動機構が不可欠である。我々の提案するバイオマイクロマシンは、独自開発の2光子マイクロ光造形法を用いて作製したマイクロ可動機構を基本部品とする。そこで、2光子マイクロ光造形法に使用可能でかつ、生体適合性の高い材料を探索した。その結果、コラーゲンなどの生体高分子と、生体適合性の高いシリコーン樹脂を見いだした。しかしながら、生体高分子は元来生体由来であるので生体適合性は非常に高いが、機械部品として利用するには剛性が不足していた。そこで、本年度は、マイクロマシンの構成材料としてシリコーン樹脂を用いて、独自開発の2光子マイクロ光造形法によって可動部品を作製することを試みた。実験では、シリコーン樹脂に光開始材を混合し、独自の樹脂材料を調合した。この材料を用いて、直径10マイクロメートルのシリコーン樹脂製マイクロローターを高精度に試作することに成功した。また、マイクロローターを光トラッピングによって回転駆動させることにも成功した。光トラッピングの発生力は、数ピコニュートンオーダーであることから、DNAの伸縮運動によっても十分駆動可能であると考える。今後は、DNAと可動部品の接合方法を確立し、DNAをアクチュエータとする新しいバイオマイクロマシンの構築を目指したい。

In vivo, mobile therapy is one of the most desirable topics in medical technology This study is aimed at the development of molecular fusion in vivo. The material composition of the biological suitability of the material is indispensable. We propose to develop a 2-photon optical imaging system that is a basic component of the system. The use of materials with high biological suitability is explored by two-photon photofabrication. The results show that the biological polymer and the biological suitability of the resin are very high. The biological polymer has a very high biological suitability and a low mechanical rigidity. This year, we developed a two-photon photo-fabrication method for manufacturing movable parts. The resin material is mixed and blended independently. Using this material, a high-precision trial production of a 10-diameter-diameter Sirikon-resin Michelotron was successful. The first step is to open the door and open the door. The development force of light and light is very strong. In the future, DNA and mobile parts of the joint method to establish, DNA and mobile parts of the new construction instructions

项目成果

光で操るマイクロ・ナノマシン

光控微纳米机器

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本物理学会誌 60・3
• 作者: S.Maruo;H.Inoue;丸尾 昭二
• 通讯作者: 丸尾 昭二

光制御マイクロマニピュレーションシステムの開発

光控显微操作系统的研制

• 发表时间: 2005
• 期刊: 電気学会論文誌E 125-E・12
• 作者: 平塚洋二郎;丸尾昭二
• 通讯作者: 丸尾昭二

Optically driven micropump produced by two-photon microstereolithography

双光子微立体光刻技术生产的光驱动微型泵

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.of Micro Total Analysis Systems
• 作者: S.Maruo;H.Inoue
• 通讯作者: H.Inoue

Laser-driven multi-degree-of-freedom nanomanipulators produced by two-photon microstereolithography

双光子微立体光刻技术生产的激光驱动多自由度纳米操纵器

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of SPIE 5662
• 作者: S.Maruo;K.Ikuta;M.Ogawa
• 通讯作者: M.Ogawa

流体制御素子

流体控制元件

• 发表时间: 2005