有限要素解析による受精卵搭載ホルダ型力ンチレバセンサの振動解析

摘要

生殖補助医療における体外受精卵の選別は医師による形態観察が一般的で、定量 的な選別はマイクロタクタイルによる弾性測定[1]、細胞ベーストランジスタを用いたリアルタイムモニタリング[2]が報告されているだけである。そこで、我々は受精卵をカンチレバ上に搭載し て質量モニタリングすることを提案し、集束イオンビーム（FIB)を用いて市販のピエゾ抵抗カンチレバ上に穴加工およびカーボン堆積による脱落防止壁を形成したホルダ型ピエゾ抵抗カンチレ バを試作した。培養液中で試作カンチレバへマウス受精卵を搭載した結果、搭載前後の共振周波 数から受精卵の質量約 2.7 ng が得られた[3]。この値を検証するため、 2 方向観察沈降測定法によつてマウス受精卵の平均質量が467 ngであることを確認した[4]。これらの結果から、前者の測定 では受精卵がカンチレバに固定されていないことが示唆された。そこで、本研究では受精卵を固 定して微小質量変化を測定可能なホルダ型カンチレバを作製するため、これまでに作製したホル ダ型カンチレバについて有限要素解析（FEM)を用い たシミュレーションを行い、大気中と水中の振動特性 を実験結果と比較してFEMの有効性を評価した。