Structural control of bicellar mixtures from diacetylene fatty acids and preparation of functional membrane materials

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15129
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 28030:Nanomaterials-related
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: TAGUCHI Shogo 兵庫県立大学, 大学院工学研究科, 助教 (40844270)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 二分子膜分子集合体 / ジアセチレン / 脂肪酸 / リン脂質

Outline of Final Research Achievements

Bicellar mixtures containing diacetylene molecules, such as diynoic acids (DA), can be used as parent materials for functional membranes, such as biosensors. A bicellar mixture consisting of a diynoic acid, a phospholipid, and a detergent was evaluated for its morphology and packing of DA molecules in its bicellar mixture. First, I clarified the morphology and formation mechanism of bicellar mixtures containing fatty acids. Then, based on the results, I prepared a bicellar mixture, evaluated the phase separation in the bilayer, and investigated the compositions that could be used as sensor materials. Furthermore, we investigated the production of a film using a bicellar mixture prepared with this composition and confirmed the formation of a supported lipid bilayer on a glass substrate.

Free Research Field

ソフトマター

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

長鎖のリン脂質や脂肪酸と界面活性剤から成る二分子膜分子集合体の研究領域と応用事例は主に生物学的分野に偏っていた。二分子膜分子集合体の形態不安定性を活かした機能性膜調製は研究事例が少ない。本研究では化学工学的見地から、二分子膜分子集合体の調製に取り組み、水溶液中でのDA脂肪酸分子の分散・集合を分子レベルの単位操作として捉え、「連続相と分散相の組成比を高精度で調整することで、二分子膜分子集合体の形態不安定性」を膜材料の連続的な調製に応用することを目指した。本研究において、水中での膜材料の連続調製プロセスを確立することで、分子レベルでのビルドアップ型の機能性膜材料の合成に利用することが期待できる。