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微細加工技術に基づくグルタミン酸イオンチャネルセンサに関する研究

Research Project

Project/Area Number 11J03968
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大嶋 梓  東北大学, 大学院・医工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsイオンチャネル / チップ分析 / 脂質二分子膜 / 半導体加工
Research Abstract

本研究では,半導体微細加工と,バイオナノ薄膜である脂質二分子膜とを結合させることにより,二分子膜系の最大の問題であったその機械的脆弱性の問題を解決し,チャネルタンパク質に基づくバイオチップやセンサを構築することを目的としている.前年度,シリコン微細加工に基づく安定化脂質二分子膜では,シリコン由来の大きな電気容量のためノイズ電流と過渡電流が大きいという問題があったが,熱酸化膜(SiO_2層)およびテフロン層を用いた絶縁層被覆を行いシリコンチップの電気容量を下げることにより,ノイズ電流幅を1-2 pA(peak-to-peak),過渡電流を1ms以下にまで下げることに成功した(Micro and Nanosystems, 2012, 4, 2-7.).この二分子膜系に,薬剤に対して敏感で,創薬において副作用評価対象となっている心筋の電位依存性カリウムチャネルhuman ether-a-go-go-related gene(hERG)チャネルを包埋し,hERGチャネルセンサを構築し,そのチャネル電流および薬品反応性を評価した.hERGチャネルを発現したChinese hamster ovary(CHO)細胞を購入し,この細胞からhERGチャネルを膜画分の状態で抽出し,二分子膜への包埋を行った.薬剤応答性,カリウム濃度依存性はともにパッチクランプの報告値と一致しており,Siチップに中にhERGチャネルを再構成することに成功した。さらに,数10時間の測定が可能であり,スループットの向上に期待ができる.

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Reconstitution of Human Ether-a-go-go-Related Gene (hERG) Channels in Microfabricated Silicon Chips2013

    • Author(s)
      Azusa Oshima
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: (in press) Issue: 9 Pages: 4363-4369

    • DOI

      10.1021/ac303484k

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lipid bilayer array for simultaneous recording of ion channel activities2012

    • Author(s)
      Ayumi Hirano-Iwata
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 101 Issue: 2

    • DOI

      10.1063/1.4736263

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanically Stable Lipid Bilayers in Teflon-Coated Silicon Chips for Single-Channel Recordings2012

    • Author(s)
      Azusa Oshima
    • Journal Title

      Micro and Nanosystems

      Volume: 4 Pages: 2-7

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ナノ・マイクロ加工に基づく人工細胞膜センサの研究2012

    • Author(s)
      平野愛弓
    • Journal Title

      応用物理

      Volume: 81 Pages: 143-146

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In situ modification of lipid-loaded MCM-41 channels with bovine serum albumin at a planar lipid bilayer for biosensing2011

    • Author(s)
      Keiichiro Nozawa
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B : Chemical

      Volume: 160 Issue: 1 Pages: 139-144

    • DOI

      10.1016/j.snb.2011.07.024

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マイクロ加工に基づく脂質二分子膜イオンチャネルセンサの開発2012

    • Author(s)
      大嶋 梓
    • Organizer
      応用物理学会東北支部学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城)
    • Year and Date
      2012-12-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ加工による生体イオンチャネルセンサーの開発2012

    • Author(s)
      大嶋 梓
    • Organizer
      第32回表面科学学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城)
    • Year and Date
      2012-11-21
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体加工技術を利用したイオンチャネルセンサーの開発2012

    • Author(s)
      大嶋 梓
    • Organizer
      日本分析化学会第61年会
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川)
    • Year and Date
      2012-09-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ加工に基づくイオンチャネルセンサーの開発2012

    • Author(s)
      大嶋 梓
    • Organizer
      分析化学会みちのくシンポジウム2012
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県)
    • Year and Date
      2012-07-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 半導体加工技術による人工脂質二分子膜センサの開発2012

    • Author(s)
      大嶋梓
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Planar lipid bilayers formed in Teflon-coated silicon chips for single-channel recordings2011

    • Author(s)
      A.Oshima
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Surface Science (ISSS-6)
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京)
    • Year and Date
      2011-12-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Solvent-less planar lipid bilayers formed in microfabricated silicon chips2011

    • Author(s)
      A.Oshima
    • Organizer
      2011 MRS Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Hynes Convention Center (Boston, USA)
    • Year and Date
      2011-11-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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