2022 Fiscal Year Research-status Report
Bioassay sensor using stimuli-response of immobilized model cell membranes
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21K12283
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| Research Institution | Wakayama National College of Technology |
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Principal Investigator |
森田 誠一 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (70332054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 正光 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (30217608)
西本 真琴 和歌山工業高等専門学校, 生物応用化学科, 准教授 (70609057)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | リポソーム / 脂質二分子膜 / モデル細胞膜 / 刺激応答 / 環境毒性評価 / 農薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リポソーム様の脂質二分子膜内に蛍光物質カルセインを封入し，農薬共存下でのカルセインの漏出量の経時変化をモデルに基づきパラメータ化した。脂質分子の疎水性炭素鎖の異なるDPPCとDOPCを用いてDOPC含有量が0，25，33および50%のリポソームに対して，6種の毒性の異なる農薬を共存させてカルセイン漏出速度に関するパラメータを得た。このうち，DOPC含有量が0および33%のリポソームを用いた場合のパラメータは特徴的であり，これを数学的に処理（重回帰分析）した刺激応答パラメータは農薬の毒性と良い相間を示した。
また，DPPCに対して示差走査熱測定を実施し，農薬共存下での脂質二分子膜の相転移を確認したところ相転移パラメータは農薬の疎水性に依存して変化していることがわかった。これはDOPC含有量が0%のリポソームにおけるカルセイン漏出速度パラメータ変化と一致していた。一方，DOPC33%のリポソームは，膜内で脂質が相分離している可能性があり，膜の微細構造との関連を今後検討する予定である。
電気化学的手法を用いた測定の試みでは，電極上に脂質単分子層および脂質二分子層を形成した電極を用い，リボフラビンBの電気化学プローブとしての有用性を確かめることができた。
コラーゲンモデルペプチドゲルを用いたリポソームの包埋固定化の予備的検討としてゼラチンによるリポソームの包埋固定化を行った。撹拌状態においてはゲルの崩壊が見られたものの静置状態においては24時間程度の固定化が確認され，ハイドロゲルによる固定化の可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
検討中の熱分析の一つ等温滴定熱量測定についてはリポソームのような分子集合体を用いた先行研究が少なく濃度などの適切な測定条件の設定に至っていない。その他の検討項目の進捗は想定内である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの疎水性炭化水素鎖の変化に加えて脂質分子の極性基が刺激応答パラメータに与える影響を検討する。また，示差走査熱量測定および等温滴定熱量測定から得られる熱力学パラメータと刺激応答パラメータの関連を調べ，膜組成の決定指針としたい。コラーゲンモデルペプチドゲルあるいは非生物由来のハイドロゲルによる包埋固定化を行い，電気化学的検出法と併せてバイオアッセイセンサとしてパッケージングする。
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| Causes of Carryover |
学会がオンライン開催のため旅費がかからなかったため。夏に開催される国際会議に参加の予定である。
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