2015 Fiscal Year Annual Research Report
膜電位存在下におけるイオンチャネルの機能と構造変化の１分子同時計測
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15H04675
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
清水 啓史 福井大学, 医学部, 講師 (50324158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 真幸 福井大学, 医学部, 助教 (40452122)
平井 義和 京都大学, 工学研究科, 助教 (40452271)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 1分子計測 / X線 / 蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では1 分子電流と1 分子動態の同時計測を実現するため、次の2項目の開発を行うことを目的とする。（１）同時計測チャンバーの開発を行う：X 線によるバックグラウンドノイズの低い窓材料と流路形成素材を組み合わせて、ノイズの小さい観測チャンバーを開発する。（２）観測プローブである金ナノ結晶のサイズ制御・表面修飾法の確立をする： 溶液中での分散、および蛋白質との反応性（反応処理速度）の向上のため、金ナノ結晶の表面修飾方法を開発する。
上記目標の達成のため本年度は流路形成素材の検討、および金ナノ結晶のサイズ制御法の検討を行った。流路形成材料については材料の厚みが放射光施設でのX線照射した際にどのような背景ノイズを生じるかについて、実験し、厚みとノイズ量の相関について、定量的な解析を行った。金ナノ結晶については、真空中で金をターゲット蒸着して薄膜を作製し、ナノ加工技術を用いてパターンニングする手法の応用を行った。この際に使用する基板材料と膜厚、加工プロセスを試行錯誤し、ナノパターンニングに成功した。
これらの結果は、電気科学会バイオ・マイクロシステム研究会、および日本生物物理学会にて報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
放射光施設で試作した流路形成材料およびその基板材料についてのノイズ計測実験を行った。観測光である白色X線の照射によって観測される背景ノイズは観測画像中央付近で高く、周辺付近で低い特徴がある。これらのノイズの定量的な評価システムを確立した。このシステムを用いて流路形成材料の厚みや素材によってどのようにノイズが変化するかを計測・評価することに成功した。
また、金ナノ結晶については、パターンニング技術の試行錯誤を行い、目的のナノサイズでのパターンニングに成功した。また、その結晶特性の評価方法を1粒子単位および多粒子同時評価のシステムを確立することができた。
以上のことから研究計画は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、同時計測システムの構築を目指して、昨年度選択した素材・流路形成プロセスに加えて、電極の配置位置を検討する。電極材料・厚み、およびその配置位置と溶液抵抗の相関を検討することにより、適切な電極設置位置を決定することを目指す。
金ナノ結晶については昨年度確立した評価システムを用いて粒子を作製し、1分子動態計測を行う。結果をフィードバックすることで、適切な作製プロセスを決定することを目標とする。
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