Ca2+ツリガネムシを用いた 応答マイクロバルブ 研究者情報：https://researchmap.jp/moeto概要人工的にアクチュエータ・センサ・制御回路・エネルギー変換回路を統合すると、システムのサイズは大きくなります。その一方、微生物はこれらの機能を小さな体内に統合しています。本研究では、人工的に作製した機械と微生物細胞のセンサ、アクチュエータを組み合わせたマイクロシステムを開発します。複数の微生物が微小な時空間に対し自律的に応答することを利用して、微小環境を動的に制御可能なシステムの開発を目標にしています。従来技術・微細加工技術で構造物を作製し、アクチュエータと制御回路をマイクロサイズに集積化して、高次機能の実現が求められますが、現在の微細加工技術での達成は困難です。特徴【研究成果】MEMS技術で作製した人工物を生物アクチュエータ(ツリガネムシ)と融合し，生物融合型MEMS デバイスを開発しました。1.ツリガネムシの収縮・伸張運動を利用した、流量制御素子としての活用を図る基礎技術を開発しました。2.流路内に導入したツリガネムシにCa2+濃度を変化し、数十μm の動作範囲で収縮・伸長させ、伸長時には流路の流れが変化し、流量を制御しました。優位性・ツリガネムシを人工物と融合させて，流量制御素子としての活用を図れます。・バイオアクチュエータを利用したマイクロシステムの発展につながると考えられます。PDMSマイクロチャンバ中に選択的に固定した1個体のツリガネムシCa2+とEGTAを与えたときのツリガネムシ柄長の変化と流量比の時系列変化実用化に向けた課題・凍結などによるデバイスの長期保存・寿命を超えたツリガネムシの交換・チャンバ内への確実なツリガネムシの捕獲と柄の成長キーワードバイオハイブリッドシステム，バイオアクチュエータ，環境応答、 マイクロ流体デバイス、ツリガネムシ、バイオMEMS、 フローレギュレータ、協調動作制御−004−研究段階基礎実証実用化準備ツリガネムシ駆動による流量制御原理実用化イメージ、想定される用途・バイオアクチュエータを利用したマイクロマシン・自律的なマイクロバルブ・患者の体液の成分に応じた投薬・システムの状態に応じた試薬の濃度制御企業等への提案走光性藻類やヒト細胞も同様に扱うことができます。ツリガネムシを用いた本技術以外にもご興味をお持ちの企業の技術相談をお受けします。また共同研究等のご検討の際にはご連絡ください。機械工学系マイクロ・ナノ機械システム研究室https://sites.google.com/site/moeton/加工・処理微生物融合マイクロシステム機械工学系永井 萌土 准教授
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