• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

A microfluidic device for electrofusion of nanoscale lipid vesicles

Research Project

Project/Area Number 18K04908
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 28040:Nanobioscience-related
Research InstitutionChuo University

Principal Investigator

Tsugane Mamiko  中央大学, 理工学部, 共同研究員 (00469991)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsリポソーム / 人工脂質膜小胞 / 膜融合 / 電気融合 / マイクロ流体デバイス / 脂質膜小胞 / マイクロデバイス
Outline of Final Research Achievements

We developed a new microfluidic device that realizes efficient electrofusion of nanoscale vesicles for the detection and analysis of vesicles derived from living cells. This device is equipped with silicon electrodes bonded to a glass substrate for electrofusion and PDMS microwells for trapping vesicles. GUVs (giant unilamellar vesicles) were prepared from phospholipids using the water-in-oil (W/O) emulsion transfer method, and then two different sizes of vesicles were prepared using a metal mesh filter with a high aperture ratio. After introducing vesicles into the fusion device, voltage pulse was applied under observation with a fluorescence microscope. We successfully performed trapping in some of the microwells and electrofusion of two sizes of vesicles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電気融合法は電気パルスで膜融合を実現する汎用的方法であるが、これまで直径1マイクロメートル以下の小胞の電気融合は困難であった。本研究では、電極を微細加工により作製し、さらにマイクロウェルと組み合わせた新規デバイスを開発した。エクソソームに代表される小胞は生体において多岐にわたる機能を担っており、これらの生化学的解析に単離精製した小胞とリポソームの融合が活用できることが期待される。従来はハイブリドーマ作製など直径10マイクロメートル前後の細胞同士で培われてきた技術を、ナノスケールの小胞にも適用することで、バイオテクノロジーが扱う膜操作の適用範囲が格段に拡張すると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Elucidating the Membrane Dynamics and Encapsulation Mechanism of Large DNA Molecules Under Molecular Crowding Conditions Using Giant Unilamellar Vesicles2020

    • Author(s)
      Tsugane Mamiko、Suzuki Hiroaki
    • Journal Title

      ACS Synthetic Biology

      Volume: 9 Issue: 10 Pages: 2819-2827

    • DOI

      10.1021/acssynbio.0c00360

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A simple microfluidic device for live-imaging of the vertical section of epithelial cells2020

    • Author(s)
      Araki Seigo、Nakano Masayoshi、Tsugane Mamiko、Sunaga Fumiko、Hattori Mitsuru、Nakano Masahiro、Nagai Takeharu、Suzuki Hiroaki
    • Journal Title

      The Analyst

      Volume: 145 Issue: 2 Pages: 667-674

    • DOI

      10.1039/c9an02165e

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction in Giant Unilamellar Vesicles.2018

    • Author(s)
      Tsugane M. and Suzuki H.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 9214-9214

    • DOI

      10.1038/s41598-018-27547-2

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脂質膜小胞の高効率電気融合デバイスの開発2019

    • Author(s)
      沖田勉、津金麻実子、鈴木宏明
    • Organizer
      化学とマイクロナノシステム学会第40回研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 金属メッシュフィルターを用いた人工脂質膜小胞のエクストルージョン法の評価2019

    • Author(s)
      篠原啓佑、沖田勉、津金麻実子、鈴木宏明
    • Organizer
      化学とマイクロナノシステム学会第40回研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] リポソームを用いたRNA検出システムの開発2018

    • Author(s)
      津金麻実子,鈴木宏明
    • Organizer
      化学とマイクロナノシステム第37回 研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ジャイアントリポソームを用いたRNA検出系2018

    • Author(s)
      津金麻実子,鈴木宏明
    • Organizer
      平成30年度生理研研究会(生体コモンスペース研究会)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Spontaneous encapsulation of genome-size DNA into lipid bilayer vesicles2018

    • Author(s)
      H. Suzuki, M. Tsugane, F. Sunaga, T. Okano
    • Organizer
      ALIFE 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ流体デバイスを用いた上皮細胞縦断面の高解像度ライブイメージング2018

    • Author(s)
      中野正義,津金麻実子,鈴木宏明
    • Organizer
      第46回可視化情報シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Spontaneous enveloping of genome-size DNA into lipid membrane2018

    • Author(s)
      鈴木宏明,津金麻実子,須永史子,岡野太治
    • Organizer
      日本生物物理学会第56回年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロ流体デバイスを用いた上皮細胞縦断面の高解像度イメージング2018

    • Author(s)
      中野正義,荒木誠吾,津金麻実子,須永史子,鈴木宏明
    • Organizer
      化学とマイクロナノシステム第38回研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] High-Resolution Imaging of the Vertical Section of Adherent Cells Using a Microfluidic Device2018

    • Author(s)
      M. Nakano, S. Araki, M. Tsugane, F. Sunaga, H. Suzuki
    • Organizer
      μTAS 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ジャイアントリポソームを用いたRNA検出システムの開発2018

    • Author(s)
      津金麻実子,鈴木宏明
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Book] Handbook of Single Cell Technologies, "Liposome-mediated material transfer in single cells"2019

    • Author(s)
      M. Tsugane & H. Suzuki
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811048579
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi