2012 Fiscal Year Annual Research Report
生体細胞モデルである脂質二重膜への大気圧プラズマ照射と相分離構造発現の顕微鏡観察
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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24110708
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
須田 善行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70301942)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 脂質二重膜 / 誘電体バリア放電 / 側方拡散性 / 蛍光退色回復 / ベシクル融合法 / 気－液界面 / 細胞膜 / 欠陥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞膜の基本構造である脂質二重膜に対して誘電体バリア放電処理を行い，その挙動を詳細に観察することで，プラズマと生体との相互作用の解明を目指した。今年度は新規誘電体バリア放電型大気圧プラズマ装置の開発，脂質二重膜形成法の確立，脂質二重膜に与えるプラズマの影響の蛍光顕微鏡観察を行った。
(1) 新規大気圧プラズマ装置の開発 プラズマ以外の要因が脂質二重膜に与える影響を極力抑えるために，冷却水の循環により電極の加熱を抑え，プラズマが安定して維持できる新規プラズマ装置を設計・作製した。また，下部石英電極に試料設置用プールを設けることで，脂質二重膜の形成から大気圧プラズマ照射，分析までを電極上で行うことができる構造を考案し，これを採用した。
(2) 脂質二重膜形成法の確立 脂質二重膜形成法としてベシクル融合法を用いた。これは水中で脂質分子が自発的に形成するベシクル（球状の脂質二重膜）を親水性基板に付着させ，融合，開裂，展開などのプロセスを経て平面脂質膜を自己形成させる手法である。脂質二重膜を構成する脂質分子にはジオレオイルフォスファチジルコリン(DOPC)を採用し，蛍光顕微鏡観察用に蛍光色素ラベル脂質(Rb-DOPE)を混合した。
(3) 脂質二重膜に与えるプラズマの影響の蛍光顕微鏡観察 以上の新規大気圧プラズマ装置および脂質二重膜を用いて，大気圧プラズマ照射実験を行い，プラズマ照射前後の脂質二重膜表面の様子を蛍光顕微鏡により観察した。観察結果より，プラズマ照射後の脂質膜表面に斑模様状の欠陥形成を確認した。この斑模様状の欠陥は長時間経過（3000 s）しても移動せず，脂質二重膜の特徴である側方拡散性を阻害することが示唆された。今回のプラズマ照射条件では，膜全体の32%に斑模様状の欠陥が形成された。
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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
平成２４年度当初に掲げた研究計画の３項目を実施することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２４年度に得られた研究成果のうち，プラズマ照射によって脂質二重膜に欠陥が形成されるメカニズムの解明に今後数ヶ月を要すると思われる。本研究課題申請時には，相分離構造を有する脂質二重膜を形成して，その膜に対してプラズマ照射することを平成２５年度の中心的な研究課題として計画していた。この課題については連携研究者と十分協議のうえ，連携研究者・研究協力者の助けを仰ぎながら進めることとする。
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