永井 隼人, 礒野 智章, 砂口 尚輝, 山越 芳樹

Hayato NAGAI, Tomoaki ISONO, Naoki SUNAGUCHI, Yoshiki YAMAKOSHI

群馬大学大学院理工学府理工学専攻電子情報・数理教育プログラム

Department of Electronics and Informatics, School of Science and Technology, Gunma University

キーワード :

【目的】
我々は音響穿孔（ソノポレーション）の効率化に繋がる手法として，予め気泡を壊さないが，気泡を集合化し流路壁面の気泡密度を向上させるプリトラッピングなど超音波シーケンスの最適化について検討してきた1）．現在，リポゾームなど新規気泡を形成する研究が行われているが，そこでは薬液導入効率に繋がる超音波に対する気泡感度，微小窪みの質及び生成効率などを定量的に評価する方法が求められる．本稿では，高速度顕微鏡カメラによるプリトラッピング時の微小気泡運動軌跡解析と共焦点レーザー顕微鏡による同一視野での微小窪み観察を組み合わせた気泡の評価法を検討した．
【評価方法】
ここで用いる方法を以下に示す．①．プリトラッピング時の気泡運動動解析．これより気泡の集合化，壁面への付着など微小気泡の可制御性を評価する．②キャビテーション用超音波照射時の気泡運動解析．気泡クラウドの運動，微小気泡への細分化などから気泡クラウドキャビテーションによる微小窪み形成に至るダイナミクスの評価を行う．③共焦点レーザー顕微鏡による観察．微小窪み個数，総面積，等価半径，窪み深さ評価を行う．④気泡クラウドと同一視野での微小窪み観察である．
【実験結果例】
模擬流路としてNIPAゲルを，気泡としてレボビスト（バイエル薬品）を用いた結果を図1に示す．図中，白く写っている部分が流路上面にプリトラッピングにより捕捉された気泡クラウドであり，背景の雲状に写っている画像が高速度カメラのフレーム周期を30sに設定した時の画像であり気泡の運動軌跡を示す．図中，気泡クラウドAおよびBの間に雲状の運動軌跡が写っており，キャビテーション用超音波照射時の気泡クラウドの高速な移動が分かる．一方，図2は同一視野で微小窪み観察を行った結果である．図1で雲状に写っている気泡の運動軌跡下およびその周囲に微小窪みが観察される．気泡クラウドの形成過程から，超音波に対する気泡感度や超音波による運動制御性が，気泡軌跡と図2に示す微小孔との相関から微小孔形成メカニズムが評価できる．
【結語】
音響穿孔に結び付く気泡特性に関してその評価法を提案した．定量的な画像解析を組み合わせて複数の気泡に対して本法を適用し，気泡の評価を行っていく予定である．
【参考文献】
1）郡裕路，他：日超医第84回学術集会，84-基-007，2011．