マイクロデバイスを用いた均一径リポソームアレイの作成と膜タンパク機能解析への応用

• Project/Area Number: 07J11094
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 栗林 香織 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000); Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2008: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2007: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: ジャイアントリポソーム / マイクロ加工 / エレクトロフォーメンション法 / パリレン / パターニング / ジャイアントリボソーム / エレクトロフオーメンション法 / マイクロ流路 / マイクロ・ナノデバイス / リボソーム / 人工細胞

Research Abstract

本研究の目的は、膜タンパク質の機能解析のためにマイクロ・ナノ加工技術を用いることによりこれまで実現の不可能であった直径の揃ったジャイアントリポソームを効率的に作製し、操作するマイクロ流体デバイスを実現することである。そこで、本年度は,主に下記の項目について研究を行ってきた。
パリレンシートの穴あきシートに金を蒸着し電極基板を作製し、基板上に脂質膜のパターンニングを行いそれぞれのパターンからからジャイアントリポソームを作成する方法を検討した。これまで作成されてきたジャイアントリポソームでは、リポソームは閉じた系であるため作成後にリポソーム内の溶液を変えることはできなかった。本方法では、作成されたリポソーム内の溶液を小穴を通して変換することが可能である。
脂質のパターンニングは、パリレンリフト法を用いて行い、エレクトフォローメーション法により作成された脂質パターンから均一径のリポソームを作ることが可能になった。さらに、作成されたリポソーム内に直径が200nm-1μmのビーズを注入することができた。ビーズをDNAや試薬等に変えることでドラックデリパリーシステムや生物系の観察などの分野での応用が可能である。一般的にエレクトロフォーメーション法で作製されたリポソームは基板上に固定されており、リポソームを単独で使用することはできなかったが、本デバイスでは、基板の小穴から溶液を流すことにより、リポソームを切り離すことができた。

Research Products

• [Journal Article] 折り紙を利用したステントグラフトの開発 (2009)
  • Author(s): 栗林香織
  • Journal Title: 数学セミナー 48 Pages: 40-44
• [Journal Article] 折り紙ステントグラフト-医療器具への応用- (2008)
  • Author(s): 栗林香織
  • Journal Title: 折り紙探偵団 107 Pages: 11-13
• [Presentation] Assembly of 3D Microstructures Powered by Cells (2009)
  • Author(s): Kaori Kuribayashi, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi
  • Organizer: miroTAS2009
  • Place of Presentation: 韓国, 済州島
  • Year and Date: 2009-11-04
• [Presentation] マイクロ・ナノスケールにおける「折り紙工学」-立体構造の作製 (2009)
  • Author(s): 栗林香織
  • Organizer: RC235計算力学援用による折紙工学の推進とその応用に関する調査研究分科会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-02-19
• [Presentation] 医療デバイスにむけたMEMS展開構造の作製 (2009)
  • Author(s): 栗林香織, 竹内昌治
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] Solvent-Free 脂質アレイの作製 (2008)
  • Author(s): 栗林香織, 竹内昌治
  • Organizer: 生物物理学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] Electroformation 法を用いたドーム状の Solvent-Free 脂質膜アレイの作成 (2008)
  • Author(s): 栗林香織, 竹内昌治
  • Organizer: 特定領域, 膜超分子モーターの革新的ナノサイエンス, 第3回班会議
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-06-25
• [Presentation] Electroformation of Giant Liposomes from Density Micro-Patterned Lipid Films (2008)
  • Author(s): K. Kuribayashi, A Utada, S. Takeuchi
  • Organizer: microTAS2008
  • Place of Presentation: SanDiego, USA
• [Presentation] Electroformation of Solvent-Free Lipid Membranes over Microaperture Array (2008)
  • Author(s): Kaori Kuribayashi, Shoji Takeuchi
  • Organizer: MEMS
  • Place of Presentation: ツーソン、アリゾナ、米国
• [Book] マイクロ・ナノデバイスのエッチング技術(9章 樹脂フィルムパターンニング技術) (2009)
  • Author(s): 栗林香織, 竹内昌治
  • Total Pages: 7
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] 折り畳み可能な構造体デバイス (2009)
  • Inventor(s): 栗林香織, 竹内昌治, 尾上弘晃
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Filing Date: 2009-10-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体適合ポリマーバイオマテリアルの高精度パターンニング法 (2008)
  • Inventor(s): 栗林香織, 竹内昌治
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Filing Date: 2008-10-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] マイクロ孔上の人工脂質膜の構築法および装置 (2007)
  • Inventor(s): 栗林 香織, 竹内 昌治
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学生産技術研究所
  • Filing Date: 2007