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半導体デバイスを利用した生体膜相分離構造のアクティブ制御

Research Project

Project/Area Number 18656007
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

宇治原 徹  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 准教授 (60312641)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 手老 龍吾  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 助教 (40390679)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords脂質二重膜 / 相分離構造 / バイオデバイス / 半導体デバイス
Research Abstract

生体膜は数種類の脂質からなる多元系で、体内の環境に応じて「相分離」し、ドメイン構造を形成する。我々は、膜タンパク質のバイオセンサーへの応用として、また構造解析に有用な二次元結晶化の手法として、固体基板上脂質二重膜におけるドメイン構造の凝集、輸送のアクティブ制御の実現を目標としている。本研究では、最初に外部からの光刺激によって、相分離ゲル相ドメインの優先形成制御を試みた。さらにこの優先形成のメカニズムを解明するともに、この現象を利用することで、このドメイン密集領域の位置、サイズ場制御、最終的には輸送制御を試みた。
昨年度までに光照射によるゲル相ドメインの優先形成制御に成功してたので、本年度はさらにそれを発展させて、以下のことを行った。
・ ゲル相ドメイン密集領域を一種のパターンに見立てることで、光照射と温度制御の組み合わせにより、ゲル相ドメインパターンの書き込み、消去、パターン位置の輸送を、その場アクティブ制御で実現した。
・ 光照射スポットサイズによりパターンサイズの制御を実現した。
・ 実際の生体においては、ゲル相ドメインではなく、ラフト構造と呼ばれるコレステロールを含む相分離構造が重要な役割を果たしている。そこで、PSM-DOPC-Cholesterol系において、人工的にラフト構造を再現し、そこに光照射を行うことで、ゲル相ドメインと同様に優先形成に成功した。
・ 光照射だけでなく、電圧印加による相分離ドメインの制御も行った。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 固体表面物性がサポーティッドメンブレンの形成過程と構造に及ぼす影響2008

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Journal Title

      表面 (印刷中)

    • NAID

      40016130895

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: substrate effects on membrane formation and shape transformation2007

    • Author(s)
      R. Tero, T. Ujihara, and T. Urisu
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE 6769

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      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immobilization of protein molecules on step-controlled sapphire surfaces2007

    • Author(s)
      R. Aoki, T. Arakawa, N. Misawa, R. Tero, et. al.
    • Journal Title

      Surface Science 601

      Pages: 4915-4921

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  • [Presentation] 電圧印加による人工脂質膜相分離ドメインのアクティブ制御2008

    • Author(s)
      山内庸詞、鈴木翔也、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • Place of Presentation
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2/Si基板上PSM-DOPC-Cholesterol系脂質二重膜における相分離ドメインの観察と制御2008

    • Author(s)
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第55回応用物理学関係連合講演会(日大)
    • Place of Presentation
      船橋・日大理工学部船橋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-29
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] シングルステップTiO_2表面上でのリン脂質吸着ベシクルから平面二重膜への形状変化2008

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      日本化学会第88春季年会
    • Place of Presentation
      東京・立教大池袋キャンパス
    • Year and Date
      2008-03-28
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Supported lipid bilayer membranes on SiO_2 and TiO_2: Effects of substrate surface chemical species and atomic structures (Invited)2007

    • Author(s)
      Ryugo Tero, Toru Ujihara
    • Organizer
      SPIE Optic East 2007
    • Place of Presentation
      Boston,USA
    • Year and Date
      2007-09-12
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度Ca2+緩衝液を用いたべシクル展開法による平面状脂質二重膜の形成2007

    • Author(s)
      鈴木翔也、山内庸詞、宇治原徹、手老龍吾、竹田美和
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌・北工大
    • Year and Date
      2007-09-05
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Supported planar lipid bilayerのドメイン形状への基板表面構造の影響2007

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌・北工大
    • Year and Date
      2007-09-04
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Supported planar lipid bilayers on step-and-terrace TiO_2 surfaces2007

    • Author(s)
      Ryugo Tero, Toru Ujihara
    • Organizer
      The 234rd American Chemical Society National Meeting
    • Place of Presentation
      Boston,USA
    • Year and Date
      2007-08-20
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  • [Presentation] シングルステップTiO_2表面上に形成した平面脂質二重膜の形状と相分離構造2007

    • Author(s)
      手老龍吾、宇治原徹、宇理須恒雄
    • Organizer
      ナノ学会第5回大会
    • Place of Presentation
      つくば・つくば国際会議場
    • Year and Date
      2007-05-22
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of DMPC-DOPC Lipid Binary Bilayers Supported on SiO2/Al/Si Substrate for Electrical Control of Phase-Separated Structure2007

    • Author(s)
      Yoji Yamauchi, Shoya Suzuki, Toru Ujihara, Ryugo Tero
    • Organizer
      18th MRS-J Symposium
    • Place of Presentation
      東京・日大理工学部
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mercury.numse.nagoya-u.ac.jp/f6/Ujihara/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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