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擬似非平衡場としての生体膜:膜上での分子拡散と選択的分子集積

研究課題

研究課題/領域番号 15K13546
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関筑波大学

研究代表者

菱田 真史  筑波大学, 数理物質系, 助教 (70519058)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード水和 / 電気二重層斥力 / 膜間距離 / リン脂質 / Gibbs-Donnan平衡 / 拡散 / リン脂質膜 / リン脂質二重膜 / 水和水
研究成果の概要

リン脂質膜間での分子拡散を膜間距離に対して調べることを目標に、膜間距離の精密な制御方法の確立を行った。湿度変化による制御や中性の膜を用いた制御は困難であったが、荷電脂質膜の膜間距離が決定される機構を実験および理論から確立することができた。Gibbs-Donnan平衡からイオン分布を計算し、電気二重層斥力を求めることで実験を大変よく再現した。長きにわたって信じられてきた電気二重層力の起源を覆す成果となった。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Electrostatic double-layer interaction between stacked charged bilayers2017

    • 著者名/発表者名
      Hishida Mafumi, Nomura Yoko, Akiyama Ryo, Yamamura Yasuhisa, Saito Kazuya
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 96 号: 4 ページ: 040601-040601

    • DOI

      10.1103/physreve.96.040601

    • NAID

      120007134697

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salt Effects on Lamellar Structure of Nonionic Surfactants2016

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida, Yohei Kaneko, Yasuhisa Yamamura, Kazuya Saito
    • 雑誌名

      J. Solution Chem.

      巻: 45 号: 11 ページ: 1612-1619

    • DOI

      10.1007/s10953-016-0529-z

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Contrasting Effects of a Rigid Core and an Alkyl Chain in nCB on the Phase Behavior of Lipid Bilayers2016

    • 著者名/発表者名
      H. Usuda, M. Hishida, Y. Yamamura & K. Saito
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 号: 23 ページ: 5966-5972

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b00774

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 荷電脂質膜が作る多重層ベシクルの表面電位2018

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、野村遥子、秋山良、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      第73回年次大会(2018年)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光法を用いたソフトマターの水和状態の観測 および 水和状態と自己組織化構造との相互関係 に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      菱田真史
    • 学会等名
      第73回年次大会(2018年)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲル-液晶相転移に伴うリン脂質二重膜間の水の状態変化2017

    • 著者名/発表者名
      逸見優太,菱田真史,山村泰久,齋藤一弥
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 荷電性リン脂質膜同士に働く 電気二重層斥力 ~co-ionの効果~2017

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、野村遥子、秋山良、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      つくばソフトマター2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 荷電性リン脂質膜間に働く電気二重層相互作用:co-ionの価数依存性から2017

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、野村遥子、秋山良、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 荷電性リン脂質膜同士に働く 電気二重層斥力 ~co-ionの効果~2017

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、野村遥子、秋山良、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      The 11th Mini-Symposium on Liquids
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Changes in the hydration states of phospholipid bilayers accompanying bilayer structural changes: From the studies by THz spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hydration states of phospholipids studied by THz spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida、 Yuta Hemmi、 Yasuhisa Yamamura、 Kazuya Saito
    • 学会等名
      The 10th Liquid Matter Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ分光によるPEリン脂質のラメラ液晶-逆ヘキサゴナル相転移に伴う水和状態の変化の観測2017

    • 著者名/発表者名
      逸見優太、菱田真史、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      平成29年度 日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゲル-液晶相転移に伴うリン脂質二重膜間の水の状態変化2017

    • 著者名/発表者名
      逸見優太、菱田真史、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PEリン脂質のラメラ液晶‐逆ヘキサゴナル相転移に伴う水和状態の変化2016

    • 著者名/発表者名
      逸見 優太, 菱田 真史, 山村 泰久, 齋藤 一弥
    • 学会等名
      第 39 回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] リン脂質二重膜の物性に対する 添加分子の効果 ~統一的理解に向けて~2016

    • 著者名/発表者名
      菱田真史
    • 学会等名
      第52回熱測定討論会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アニオン性リン脂質膜の凝集挙動における DLVO理論との不一致2016

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、野村遥子、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校(北海道旭川市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光によるPEリン脂質のラメラ液晶‐逆ヘキサゴナル相転移に伴う水和状態の変化の観測2016

    • 著者名/発表者名
      逸見 優太, 菱田 真史, 山村 泰久, 齋藤 一弥
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校(北海道旭川市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Rigid Core Part and an Alkyl Chain in nCB Bring Contrasting Effects on the Phase Behavior of Lipid Bilayers2016

    • 著者名/発表者名
      H. Usuda, M. Hishida, Y. Yamamura, K. Saito
    • 学会等名
      71st Calorimery Conference
    • 発表場所
      Turtle Bay Resort, Oahu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Toward systematic understanding of effects of incorporated molecules on phospholipid bilayers "2016

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida
    • 学会等名
      Joint Meeting of The Japan Society of Calorimetry and Thermal Analysis and The Calorimetry Conference
    • 発表場所
      Turtle Bay Resort, Oahu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-07-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脂質膜の相挙動に対する液晶分子nCBの添加効果2016

    • 著者名/発表者名
      臼田初穂,菱田真史,山村泰久,齋藤一弥
    • 学会等名
      第15回関東ソフトマター研究会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhanced order of lipid bilayer by n-alkane2015

    • 著者名/発表者名
      Mafumi Hishida, Asami Endo, Ryuta Yanagisawa, Koyomi Nakazawa, YasuhisYamamura, Kazuya Saito
    • 学会等名
      Pacifichem2015( 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(ホノルル、アメリカ)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルカンを含む三成分リン脂質膜の相分離挙動2015

    • 著者名/発表者名
      菱田真史,柳澤隆大、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオンにより誘起される非イオン性界面活性剤表面での水の配向 ~ホフマイスター効果のメカニズムの理解に向けて~2015

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、金子陽平、奥野将成、山村泰久、 石橋孝章、齋藤一弥
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] n-アルカン添加によるリン脂質二重膜の硬化とベシクルの破裂2015

    • 著者名/発表者名
      菱田真史、柳澤隆大、遠藤麻未、山村泰久、 齋藤一弥
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DPPC 二重膜の相転移挙動に対する 液晶分子nCB の添加効果2015

    • 著者名/発表者名
      臼田初穂、菱田真史、長友重紀、山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Lamellar repeat distances of charged phospholipid membranes dependent on charges of added co-ions2015

    • 著者名/発表者名
      野村遥子、菱田真史、山村泰久、長友重紀、齋藤一弥
    • 学会等名
      The 9th Mini-Symposium on Liquids
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-07-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 菱田真史ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/mafumihishida/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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