μ-TAS適用超小型ポンプ開発を目的とした蚊の吸血機能の解明

阐明蚊子的吸血功能，以开发应用μ-TAS的微型泵

• 批准号: 07J06725
• 负责人: 菊地 謙次
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06725/
• 关键词: マイクロ流体; 蚊の吸血機構; マイクロPIV; 生体流れ

蚊の吸血性能に関して,工学的アプローチにより実験的に調べてきた結果.(1)周期的な吸い込みと1周期中の規則的血液吸い込み速度変動.(2)蚊吸血針内における速度分布,(3)蚊頭部(ポンプを含む)の断層像,(4)吸血針内部表面組織の表面構造,(5)頭部内に備わる2連ポンプのポンプ運動周期,を計測するに至った.その成果として,蚊の吸血機構における吸い込み流量1.32×10^<-11>m^3/s,吸い込み出力は2.37×10^<-7>Wであることが明らかとなった.蚊の頭部内に二つのポンプはほぼ逆位相で運動していることが明らかとなり,これまで未解明であったポンプの運動周期を定量的に計測するに至った.蚊の吸血機構の出力は,既存の人工マイクロポンプと出力を比較すると最小のマイクロポンプと比べ約10,000分の一であるものの,容積は約1,000分の一となり寸法に対する効率は非常に高く,高効率人工ポンプと同等の効率で駆動されていることが明らかとなった.その蚊の吸血ポンプの断面形状は,拡張時にルーローの三角形の形状を成すことが明らかとなった.さらに幾何学的にルーローの三角形の膨張比を算出すると,他の多角定幅図形より大きい膨張比であることが明らかとなった.このルーローの三角形を利用したマイクロロータリーポンプの設計を行い,その模型を作り性能評価を行った.

Mosquitoes の vampire performance に masato し て, engineering of ア プ ロ ー チ に よ り be 験 に tuned べ て き た results. (1) the cycle of な い 込 み と の rule 1 cycle blood sucking い 込 み speed variations. (2) within the mosquito sucking needle に お け る velocity distribution, (3) mosquito head (ポ ン プ を む) の faults like, (4) the vampire needle interior surface の surface structure, ( 5) within the head に わ る 2 even ポ ン プ の ポ ン プ movement cycle, を measuring す る に to っ た. そ の results と し て, mosquito の vampire institutions に お け る suction い 込 み flow 1.32 * 10 ^ < - > 11 m ^ 3 / s, suction い 込 み output は 2.37 * 10 ^ 7 < - > W で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. Mosquitoes の head に within two つ の ポ ン プ は ほ ぼ inverse phase で movement し て い る こ と が Ming ら か と な り, こ れ ま で not interpret で あ っ た ポ ン プ の movement cycle を quantitative に measuring す る に to っ た. Mosquitoes の の output は vampire mechanism, existing の artificial マ イ ク ロ ポ ン プ と output を compare す る と minimum の マ イ ク ロ ポ ン プ と than about 10000 points の べ で あ る も の の, volume about 1000 points a と の は な り inch method に す seaborne る working rate is very high に く は, high rate of unseen artificial ポ ン プ と equal の sharper rate で 駆 dynamic さ れ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. そ の mosquito sucking blood の ポ ン プ の は section shape, the company, zhang に ル ー ロ ー の triangle shape of の を す こ と が Ming ら か と な っ た. さ ら に geometry に ル ー ロ ー の triangle の expansion than を calculate す る と, he の polygonal tentering 図 form よ り big き い expansion than で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の ル ー ロ ー の を using triangle し た マ イ ク ロ ロ ー タ リ ー ポ ン プ の design を い, そ の model を り performance evaluation 価 を line っ た.

项目成果

Micro-PIV measurements in micro-tubes and proboscis of mosquito

蚊子微管和长鼻中的微型 PIV 测量

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology vol.3, No.8
• 作者: K.Kikuchi;O.Mochizuki
• 通讯作者: O.Mochizuki

X線による蚊の吸血ポンプの可視化

使用 X 射线可视化蚊子血泵

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Suzuki;H.Kamei;S.Yuba;S.Takagi;菊地謙次;菊地謙次
• 通讯作者: 菊地謙次

蚊の吸血機構

蚊子的吸血机制

• 发表时间: 2007
• 作者: Suzuki;Motoshi;Kamei;Yasuhiro;Oda;Yoichi;Yuba;Syunsuke;Takagi;Shin.;菊地 謙次;Motoshi Suzuki;Motoshi Suzuki;菊地 謙次
• 通讯作者: 菊地 謙次

蚊の頭部内可視化

蚊子头部内部的可视化

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Suzuki;H.Kamei;S.Yuba;S.Takagi;菊地謙次;菊地謙次;Yasuhiro Kamei;菊地謙次
• 通讯作者: 菊地謙次

微小電極を用いた蚊の吸血ポンプのポンプ周期測定

使用微电极测量蚊血泵的泵循环

• 发表时间: 2008
• 作者: 鈴木;山本;菊地謙次,寺田信幸,望月修
• 通讯作者: 菊地謙次,寺田信幸,望月修