遠心プラットフォームにおける慣性力・流れ・熱揺らぎの超微細重畳現象の制御と応用

离心平台惯性力、流动和热脉动超精细叠加现象控制与应用

基本信息

批准号：
19J14268
负责人：
岡本俊哉
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14268/
关键词：
遠心マイクロ流体デバイスブラウン運動微量流体制御

项目摘要

今年度は，遠心プラットフォームにおける超微細挙動の観察環境の開発と，超微細流体挙動の制御手法の検討および微粒子挙動の解析手法の確立を行った．遠心プラットフォームにおける超微細挙動の観察環境の開発では，昨年度に引き続き，遠心系にて超微細観察を実現する光路転移装置の改良を行い，観察対象の結像を確認した．超微細流体挙動の制御手法の検討では，遠心マイクロ流体デバイスにおいて未知の領域である10ミクロン程度の超微細流路にて液体を操作する手法を検討し，遠心マイクロ流体デバイスの設計に用いる既存の理論式がこの超微細領域においても適応可能であること確認し，それを利用してオーバーフロー機構による微量液体保持機構を設計，実際に深さ約10ミクロンの微細チャンバ内で微量の液体を保持可能であることを確認した．これは遠心プラットフォームにおけるデジタル免疫測定系の構築に貢献する成果といえる．微粒子挙動の解析手法の確立では，昨年度開発した微粒子の軌跡を解析する画像解析プログラムをさらに改良した．これにより，微粒子挙動を連続撮影した各画像から，その時間と各微粒子の位置情報を解析することができ，ランダムウォークする各微粒子の移動方向や移動量を定量的に計測することを実現した．この解析プログラムは，遠心プラットフォームにおける微粒子挙動解析に用いることで，その各微粒子の速度ベクトルを解析可能となり，遠心プラットフォームにおける慣性力・流れ・熱揺らぎの超微細重畳現象の解明に寄与できるものと考えられる．

今年，我们开发了一种在离心平台上进行超细行为的观察环境，检查了控制超细流体行为的方法，并建立了用于分析微粒行为的方法。在开发离心平台上超细行为的观察环境中，就像在上一个财政年度一样，我们改进了光路传输设备，该设备可以使用离心系统实现超细观察，并确认了观察目标的图像形成。在对控制超级流体行为的方法的研究中，我们研究了一种在超过10微米的超铁流动路径中的离心微流体设备中操纵液体的方法溢出机制，并确认痕量的液体实际上可以将其深度约为10微米的微型室中。可以说这是一个有助于离心平台中数字免疫测定系统构建的结果。在建立一种分析细粒子行为的方法时，我们进一步改善了去年开发的图像分析程序，该程序分析了细颗粒的轨迹。这允许可以从连续拍摄的每个图像中分析每个细粒子的时间和位置信息，并且可以定量测量每个正式行走的每个细粒子的运动方向和运动量。该分析程序可用于通过在离心平台上对细粒子行为进行分析来分析每个细粒子的速度向量，并被认为能够为惯性力，流动和热量波动在中心式平台上阐明超细叠加叠加现象。