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An Impulsive Force Generator as a Micro size Transportable Device

作为微型可移动设备的冲击力发生器

基本信息

批准号：
21860043
负责人：
YAMADA Atsushi
金额：
$ 1.71万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

We have developed minimum micro-scale impulsive force generator (microcatapult) utilizing snap-through buckling of an elastic material. It is the first successful example to store the elastic energy and release it as kinematic energy by using a rotary motion of protein. The device consists of motor protein (F_1-ATPase) immobilized on a coverslip and actin bundle coated with microbeads as an elastic material. It has a closed loop structure of the actin bundle with the length of about 10μm. One end of the actin bundle is fixed with F_1-ATPase through a magnetic bead as an active rotary joint, and the other end of the actin bundle is fixed on the coverslip through a terminal microbead as a passive rotary joint. Using this device, elastic energy stored in the actin bundle mainly by bending deformation of it can be obtained as impulsive force utilizing snap-through buckling generated by the driving torque of F_1-ATPase with added ATP and an external magnetic field torque. As a result, this is the first success example to convert a rotary motion of protein into different motion mode (snap-through buckling). The acceleration generated by the proposed micro-catapult reached more than 120μm^2/S under a solution and dozens of repeated snap-through buckling could be obtained for one the assembled devices.

我们已经开发出最小的微尺度的冲击力发生器（微弹射器）利用弹性材料的快速通过屈曲。这是第一个利用蛋白质的旋转运动来储存弹性能并将其作为动能释放的成功例子。该装置由固定在盖片上的运动蛋白（F_1-ATP酶）和包裹有作为弹性材料的微珠的肌动蛋白束组成。它具有长度约10μm的肌动蛋白束的闭环结构。肌动蛋白束的一端通过磁珠作为主动旋转接头与F_1-ATPase固定，另一端通过末端微珠作为被动旋转接头固定在盖玻片上。利用该装置，可以利用加入ATP的F_1-ATP酶的驱动扭矩和外加磁场扭矩产生的快速屈曲，获得主要通过肌动蛋白束的弯曲变形储存在肌动蛋白束中的弹性能作为冲击力。因此，这是第一个将蛋白质的旋转运动转换为不同运动模式（快速屈曲）的成功例子。该微弹射器的加速度可达120μm^2/S以上，一次装配可产生数十次重复的突跳屈曲。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ホームページ等。

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DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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通讯作者：
SHINTANI Tadahiko L.A.