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閉じたリン脂質膜を端のない固体とみなして探る融解時の過熱現象

Research Project

Project/Area Number 18J12652
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

臼田 初穂  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsリン脂質 / ベシクル / 中性子スピンエコー / SAXS / 厚みゆらぎ / 脂質ナノディスク / 示差走査熱量測定 / 小角X線散乱 / ポリマー / 過熱 / アルカン
Outline of Annual Research Achievements

リン脂質分子は親水基と疎水基を持ち、水中に分散させると自己集合して二重膜が閉じ、シャボン玉のような球状ベシクルを形成する。本研究では、リン脂質膜ベシクルを端のない二次元固体とみなして,固体の融解時に液核の均一核生成に伴う過熱を初めて実験的に観測し、その過熱限界の起源を明らかにすることを目的として実験を行ってきた.しかし、昨年度までの研究により、添加物による膜の形状の安定化が難しいことがわかったので、添加物が膜の物性に与える影響について詳しく調べた。
添加物が膜の力学物性やダイナミクスに与える関係を調べるために、中性子スピンエコー(NSE)法を用いた。添加物として炭素数が8, 10, 12, 14のアルカンを用い、各力学パラメータが添加したアルカンの鎖長に対してどのように変化したかを、NSE結果、膜物理のモデル、統計力学モデルを用いて解析した。その結果、添加したアルカンの鎖長に依存して膜の厚みゆらぎと曲げ揺らぎをはじめとする膜物性の変化を明らかにした。また、アルカンの膜内分布が鎖長に依存して異なったため、2枚の単分子膜の滑りやすさに影響を与えることが示唆された。2枚の単分子膜の滑りやすさの鎖長依存性は、膜の力学パラメータの鎖長依存性と整合した。この成果は既に国際学術誌Physical Chemistry and Chemical Physics誌で発表され、掲載号の表紙となった。また同誌のHOT Articleとして3か月間オープンアクセスとなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] NIST/INDIANA UNIVERSITY BLOOMINGTON(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] カイザースラウテルン工科大学(ドイツ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] NIST(米国)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interleaflet coupling of n-alkane incorporated bilayers2020

    • Author(s)
      Usuda Hatsuho、Hishida Mafumi、Kelley Elizabeth G.、Yamamura Yasuhisa、Nagao Michihiro、Saito Kazuya
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 22 Issue: 10 Pages: 5418-5426

    • DOI

      10.1039/c9cp06059f

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Common Effects of Incorporated n-Alkane Derivatives on Molecular Packing and Phase Behavior of DPPC Bilayers2018

    • Author(s)
      Hatsuho Usuda、Mafumi Hishida, Yasuhisa Yamamura、Kazuya Saito
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 47 Issue: 12 Pages: 1512-1514

    • DOI

      10.1246/cl.180747

    • NAID

      130007534813

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質膜の相転移温度とダイナミクスに対する添加アルカンの影響2019

    • Author(s)
      臼田初穂、菱田真史、長尾道弘、Elizabeth G. Kelly、 山村泰久、齋藤一弥
    • Organizer
      第55回熱測定討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Superheating on Melting of Vesicles Considered as Two-dimensional Solid without Edge2018

    • Author(s)
      Hatsuho Usuda、Mafumi Hishida, Yasuhisa Yamamura、Kazuya Saito
    • Organizer
      CALCON・ICCT 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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