Construction of Vertical Alignment Filters Assembled from Monolayer Membrane Nanochannels and Their Bio-application for Separation and Purification of Proteins

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H02726
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nanostructural chemistry
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kameta Naohiro 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20517297)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 自己組織化 / 脂質分子 / 単分子膜 / ナノチャンネル / ナノフィルター / タンパク質 / 分離 / リフォールディング

Outline of Final Research Achievements

Biotechnologies for separation and purification of proteins have been attracted in the medical fields. Herein we develop hybrid nanofilters based on molecular-monolayer nanochannels that are vertically aligned in a porous anodic alumina. The separation efficiency of proteins strongly depends on the diameters and the surface functional groups of the molecular-monolayer nanochannels. We also succeeded in construction of hybrid nanofilters, which allow us to accelerate the dissociation and the refolding of protein aggregates.

Free Research Field

ナノ構造化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有用性物質の分離、化学資源の貯蔵、触媒的物質変換、汚染物質の除去、生活水の獲得等の社会ニーズに応えるべく、多種多様な構成成分、次元・形状・サイズを有するフィルターが開発されてきた。フィルター膜に対して口径数十ナノメートル以下の縦穴を整然と集積化できれば、分離理論段数の飛躍的な向上、分離の超高速化だけでなく、フィルターにかかる圧力負荷を大幅に低減可能である。多孔性膜内での自己組織化により形成させる本提案の垂直型ナノフィルターは、目的対象物に応じてその空孔サイズや表面構造をテーラーメイド化できるため、タンパク質の分離精製だけでなく、上記の社会ニーズに対応した技術シーズの創出が期待できる。