マイクロロボットによる卵子除核作業の自動化に関する研究

マイクロ流体チップ中で，磁気駆動マイクロツール（以下，マイクロツール）を非接触で駆動させることにより，単一卵子のローディング，回転，除核，回収といった様々な操作を実現することを目的としている．まず卵子を1つずつ順番に除核行程へ供給するため，マイクロツールを用いてオンデマンドに卵子を搬送することを提案し，実験により有効性を示しました．次にマイクロツールを用いて卵子を三次元で回転する方法を提案している．卵子の核を除核する際，除去する部分の体積を低減したり，卵子の特性を調査したりするには，卵子の姿勢を制御することが重要であるが，従来手法では出力特性や制御性に問題があった．そこで，先端形状を工夫した２本のマイクロツールを用いて，卵子の姿勢を三次元的に制御する方法を提案し，画像修理により、姿勢制御の有効性と従来手法と比較した優位性を示しました．その後、マイクロツールを用いて，マイクロ流体チップ内の流速分布を能動的に制御することで卵子に局所的な力を加え，卵子の核を除核する手法を提案している．マイクロ流体チップ内の流速分布を有限要素法により解析し，解析結果と実験結果がほぼ等しいことを確認している．提案手法は，(1)除核のスピードが速く，(2)除去する部分の体積を制御できることを実験的に示しました．最後にマイクロ流体チップにて除核した卵子を分注によってすばやく回収する方法を提案している．マイクロ流体チップに搭載した静電センサを用いて，マイクロ流路を流れる卵子を検出し，卵子にかかる流体圧を低減した後に空気圧を用いて培養環境へ分注する方法を提案している．実際に分注システムを構築し，100%の成功率で卵子を分注して回収した．また，回収した卵子の発生を評価し，影響がないことを確認しました．

マイクロ流体チップ中で，磁気駆動マイクロツール（以下，マイクロツール）を非接触で駆動させることにより，単一卵子のローディング，回転，除核，回収といった様々な操作を実現することを目的としている．まず卵子を1つずつ順番に除核行程へ供給するため，マイクロツールを用いてオンデマンドに卵子を搬送することを提案し，実験により有効性を示しました．次にマイクロツールを用いて卵子を三次元で回転する方法を提案している．卵子の核を除核する際，除去する部分の体積を低減したり，卵子の特性を調査したりするには，卵子の姿勢を制御することが重要であるが，従来手法では出力特性や制御性に問題があった．そこで，先端形状を工夫した２本のマイクロツールを用いて，卵子の姿勢を三次元的に制御する方法を提案し，画像修理により、姿勢制御の有効性と従来手法と比較した優位性を示しました．その後、マイクロツールを用いて，マイクロ流体チップ内の流速分布を能動的に制御することで卵子に局所的な力を加え，卵子の核を除核する手法を提案している．マイクロ流体チップ内の流速分布を有限要素法により解析し，解析結果と実験結果がほぼ等しいことを確認している．提案手法は，(1)除核のスピードが速く，(2)除去する部分の体積を制御できることを実験的に示しました．最後にマイクロ流体チップにて除核した卵子を分注によってすばやく回収する方法を提案している．マイクロ流体チップに搭載した静電センサを用いて，マイクロ流路を流れる卵子を検出し，卵子にかかる流体圧を低減した後に空気圧を用いて培養環境へ分注する方法を提案している．実際に分注システムを構築し，100%の成功率で卵子を分注して回収した．また，回収した卵子の発生を評価し，影響がないことを確認しました．