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MEMS技術と生体材料の融合による脂質二分子膜計測システムの確立

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 25107736
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401702)

Project Period (FY) 2013-06-28 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsマイクロ流体 / 脂質二分子膜 / チャネル電流計測 / MEMS / マイクロ流路
Outline of Annual Research Achievements

マイクロ流体デバイスは、MEMS技術などの微細加工技術を利用して、微小流路や微量反応容器を作製し、バイオ研究や化学工学へ応用するためのデバイスを総称しているMicroTASやLab on a Chipなどとも呼ばれ、近年盛んに研究が行われている。この多様なマイクロ空間構築法を基盤に領域内の研究者と共同し下記の成果を得た。A03班とは、視野角依存性のない構造色材料構築のため、マイクロドロップを流路により作製した。シリカコロイド結晶で作製した構造色材料は原理的に視野角依存性を持つ。シリカ微粒子のアモルファス結晶は視野角依存性のない構造色を示すが、作製するのが困難であった。そこでマイクロドロップレットにシリカ微粒子を分散させ、短時間で溶媒を蒸発することで視野角依存性の小さいシリカアモルファス微粒子を得ることができ、構造色材料として論文として報告した。A02班とは、ポンプを使わずマイクロ流路内の微量液体を送液するシステムについて研究を行った。これまでの粘性液体の濡れ性に関する理論的知見を基盤にマイクロ流路中で浸透現象を利用し液体をコントロールする方法を考案した。その結果、ポンプを使わず複数種の液体を同時に混合するマイクロ流路や、高粘性液体を使用する無細胞タンパク質合成反応をマイクロ流路中で行うことに成功し論文として報告した。またA03班とは、分子認識性のゲルを用いてマイクロ流路内にマイクロバルブを形成する研究を行った。マイクロ流路中で光架橋により分子認識部位を有するポリマーのゲル化を行い、分子認識ゲルマイクロバルブを作製し論文として報告した。A02班とは、抗菌活性を有するブロックコポリマーの分子挙動を、人工細胞膜を用いて調べる研究を行った。抗菌活性を有するペプチドに変わる人工抗菌活性分子を共重合により合成し、人工細胞膜中でチャネルを形成することが明らかとなり現在論文執筆中である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Preparation of Structurally Colored, Monodisperse Spherical Assemblies Composed of Black and White Colloidal Particles using a Micro Flow-Focusing Device2015

    • Author(s)
      Midori Teshima, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi, Shinya Yoshioka, Yukikazu Takeoka
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 3 Issue: 4 Pages: 769-777

    • DOI

      10.1039/c4tc01929f

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Molecule-Responsive Microsized Hydrogels via Photopolymerization for Smart Microchannel Microvalves2015

    • Author(s)
      Y. Shiraki, K. Tsuruta, J. Morimoto, C. Ohba, A. Kawamura, R. Yoshida, R. Kawano, T. Uragami, T. Miyata
    • Journal Title

      Macromol. Rapid Commun

      Volume: 36 Issue: 6 Pages: 515-519

    • DOI

      10.1002/marc.201400676

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Towards combinatorial mixing devices without any pumps by open-capillary channels: fundamentals and applications2015

    • Author(s)
      M. Tani, K. Kamiya, R. Kawano, K. Okumura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: in press

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Droplet based lipid bilayer system integrated with microfluidic channels for solution exchange2013

    • Author(s)
      Y. Tsuji, R. Kawano, T. Osaki, K. Kamiya, N. Miki and S. Takeuchi
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 13 Issue: 8 Pages: 1476-1481

    • DOI

      10.1039/c3lc41359d

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Stable Lipid Bilayer Formation Using Microfabrication and Its Applications2015

    • Author(s)
      R. Kawano
    • Organizer
      2nd CMS International Symposium
    • Place of Presentation
      Kyusyu Univ., Hakata
    • Year and Date
      2015-01-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Lipid Bilayer Microarray Analysis of Membrane Permeabilization by Antimicrobial Polymers2014

    • Author(s)
      R. Kawano
    • Organizer
      2nd International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      U of Tokyo, Tokyo
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MEMS技術を基盤とした生体ナノポアセンシング2014

    • Author(s)
      川野竜司, 神谷厚輝, 大崎寿久,竹内昌治
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] MICRO-SCALE DROPLET CONTACT METHOD BY MECHANICAL MOTION: REPRODUCIBLE AND ROBUST LIPID BILAYER FORMATION2013

    • Author(s)
      L. N. S. Zaleha, 川野竜司,矢菅浩規,神谷光輝,大崎寿久,三木則尚,竹内昌治
    • Organizer
      第5回マイクロナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京農工大学 川野研究室

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~rjkawano/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微量液体移送デバイス2014

    • Inventor(s)
      1. 谷茉莉, 川野竜司, 神谷厚輝, 奥村剛
    • Industrial Property Rights Holder
      御茶ノ水大学、東京農工大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2014-110214
    • Filing Date
      2014-05-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質二重膜形成器具2013

    • Inventor(s)
      川野竜司、矢菅浩紀、大崎寿久、神谷厚輝、三木則尚、竹内昌治
    • Industrial Property Rights Holder
      KAST, 東大
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-216009
    • Filing Date
      2013-10-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-07-10   Modified: 2019-07-29  

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