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

基本信息

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

项目摘要

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.

我们已经使用工程方法在实验上研究了蚊子的性能。（1）一个周期内的周期性吸力和常规的吸血速度变化。（2）蚊子吸血针中的速度分布，（3）蚊子头的层析成像图像（包括泵），（4）血液吸血针的内表面组织的表面结构，以及（5）安装在头部内部的两个泵的泵运动周期。结果，据揭示了蚊子吮吸机构中的吸力流量为1.32×10^<-11> m^3/s，吸力输出为2.37×10^<-7> w。据透露，两个泵几乎在蚊子头上几乎相反，并且尚未解释的泵的运动周期被确定。与现有的人造微型聚会的输出相比，蚊子吸血机制的输出约为最小的微型泵的10,000个，但体积约为尺寸的1,000个，使其对尺寸非常有效，并且发现它是在同一效率上以高效效率的人造泵驱动的。据透露，蚊子吸血泵的横截面形状在扩展时形成了roulo三角形的形状。此外，当鲁洛三角的膨胀比几何形式时，揭示了膨胀比大于其他多边形固定宽度图的膨胀比。设计了使用Roulo Triangle的微型泵，并创建了模型并评估了性能。