2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of bioactive cell interface using peptides and nano-materials
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15H04192
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大河内 美奈 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70313301)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 祐圭 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (60533958)
早水 裕平 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (80443216)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ペプチド / 細胞界面 / ナノ材料 / ナノバイオ / バイオセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラフェンなどの2次元ナノ材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目されています。しかし、従来のマクロ電極における化学修飾法を2次元ナノ材料に適用すると電極特性を損なうことが多いため、高感度に細胞などからのシグナルを取得するには生体適合性の高い小分子を用いた新しい界面設計が必要となります。そこで、ナノ界面形成分子としてペプチドに注目し、ペプチドとナノ材料を駆使した細胞界面の創製を目的として研究を進めました。平成29年度は、グラフェンと同様の表面をもつ薄層グラファイトを用いて、前年度までに探索した細胞膜親和性ペプチド配列を融合した二機能性ペプチドによる細胞の固定化について検討しました。細胞界面を形成する上では、足場となるペプチド界面の安定性が課題であったため、βシート構造形成ペプチドに着目し、自己組織化による界面形成について検討しました。表面剥離をしてすぐの薄層パイロリティックグラファイト面に複数の候補ペプチド溶液をスポッティング後、PBS中に2日間浸漬する濡れ性試験などによりペプチド結合安定性性を評価し、安定した界面形成が可能なグラフェン結合性ペプチドを選定しました。次に、細胞膜親和性ペプチド配列を融合した二機能性ペプチドを作製し、薄層グラファイト上でペプチド界面形成および細胞培養について検討しました。また、培養後に浸透圧ショック法により細胞膜を破砕したところ、細胞膜がグラファイト上に固定化されていることを確認しました。さらに、ペプチド界面の電気化学応答性を調べるため、フェリシアン溶液中でサイクリックボルタンメトリーを行ったところ、電流ピークのシフトはほとんど起きず、電極としての応答性を有することが確認された。以上のことから、グラフェン上に本ペプチド細胞界面を形成することで、生体膜内のイオンチャネルの計測等が可能になるものと期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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