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2012 Fiscal Year Annual Research Report

Nano-fabrication of Molecular Recognition Biointerfaces and Application to Cell Analysis Micro-biodevices

Planned Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 20106012
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高井 まどか  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40287975)

Project Period (FY) 2008-04-01 – 2014-03-31
Keywordsバイオインターフェース / 細胞-材料間相互作用 / タンパク質吸着 / リン脂質ポリマーブラシ / QCM-D / 分子認識表面 / 抗原−抗体反応 / タンパク質固定化
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、材料表面へのタンパク質の吸着とそれを介した細胞接着を同一のパラメータで評価することで、初期接着挙動を解析するデバイス創製を目的としている。今年度は、ポリマーの鎖長、密度の精密制御が可能な表面開始原子移動ラジカル重合(SI-ATRP)法により、カチオン性、アニオン性、双性イオン性、疎水性といった様々な物性をもつバイオインターフェースの構築と水晶振動子マイクロバランス法(QCM-D)を用いてタンパク質の吸着および細胞接着挙動を動的観察した。
QCM-Dを利用することにより、タンパク質の吸着および細胞の接着と伸展プロセスを追跡するシグナルを得ることが可能となった。さらに、タンパク質吸着およびそれを介した細胞接着といった一連の挙動を同一のパラメータで評価することができる細胞解析システムが構築できた。結果として、MPCポリマーブラシ基板上には細胞の接着が見られなかったが、その前の過程であるタンパク質の吸着が抑制されているためであることが示された。また、タンパク質吸着量の多いカチオン性ポリマー上では細胞の接着伸展が大きいことがわかった。
さらにSI-AFTP法を用いてMPCポリマーブラシ層の上部にタンパク質固定化層であるカチオン性ポリマーを構築した系において、固定化タンパク質の配向制御を行い、抗体の配向が制御されている場合、その活性が生体内活性とほぼ同等で、固定化による機能劣化が少ないことが示された。

Research Progress Status

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Nonbiofouling surfaces covered by bio-inspired 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer brush by use of polymeric photoiniferter2012

    • Author(s)
      James Sibarani, Tomohiro Konno, Madoka Takai, and Kazuhiko Ishihara
    • Journal Title

      Nano LIFE

      Volume: 12 Pages: 1242003-1~11

    • DOI

      10.1142/S1793984412420032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] QCM-D analysis of material-cell interactions targeting a single cell during initial cell attachment2012

    • Author(s)
      Etsuko Watarai, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Kazuhiko Ishihara, Madoka Takai
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B

      Volume: B 171-172 Pages: 1297-1302

    • DOI

      10.1016/j.snb.2012.05.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 生体親和性ポリマーブラシを用いた好感度バイオセンシング2012

    • Author(s)
      高井まどか
    • Journal Title

      信学技法

      Volume: 112 Pages: 25-27

  • [Journal Article] 生体親和性高分子表面の構築による界面水の役割2012

    • Author(s)
      高井まどか
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 63 Pages: 66-72

  • [Presentation] パターン化基板を用いた細胞-材料間相互作用の解析2012

    • Author(s)
      高井まどか、松井菜津乃
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      仙台、仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-11-17
  • [Presentation] Block-typed polymer brush that prevents the structure function of protein2012

    • Author(s)
      Takasu Kenji, Madoka Takai
    • Organizer
      IUMRS-ICEM 2012)
    • Place of Presentation
      横浜、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2012-09-26
  • [Presentation] マイクロパターニング基板上での細胞材料間相互作用解析2012

    • Author(s)
      松井菜津乃・高井まどか
    • Organizer
      第25回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
    • Place of Presentation
      熊本、崇城大学
    • Year and Date
      2012-05-17
  • [Presentation] Effect of phase-separated nanodomain structure on protein adsorption and cell adhesion2012

    • Author(s)
      Madoka Takai
    • Organizer
      IACIS 2012
    • Place of Presentation
      仙台、仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-05-16
    • Invited
  • [Presentation] Bio-interface that preserves the function of immobilized protein2012

    • Author(s)
      Kenji Takasu, Madoka Takai
    • Organizer
      IACIS 2012
    • Place of Presentation
      仙台,仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-05-15
  • [Presentation] 生体適合性ポリマー膜によるバイオインターフェースの創製2012

    • Author(s)
      高井まどか
    • Organizer
      日本膜学会第34年会
    • Place of Presentation
      東京、早稲田大学西早稲田キャンパス63号館
    • Year and Date
      2012-05-09
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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