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閉じたリン脂質膜を端のない固体とみなして探る融解時の過熱現象

研究課題

研究課題/領域番号 18J12652
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

臼田 初穂  筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードリン脂質 / ベシクル / 中性子スピンエコー / SAXS / 厚みゆらぎ / 脂質ナノディスク / 示差走査熱量測定 / 小角X線散乱 / ポリマー / 過熱 / アルカン
研究実績の概要

リン脂質分子は親水基と疎水基を持ち、水中に分散させると自己集合して二重膜が閉じ、シャボン玉のような球状ベシクルを形成する。本研究では、リン脂質膜ベシクルを端のない二次元固体とみなして,固体の融解時に液核の均一核生成に伴う過熱を初めて実験的に観測し、その過熱限界の起源を明らかにすることを目的として実験を行ってきた.しかし、昨年度までの研究により、添加物による膜の形状の安定化が難しいことがわかったので、添加物が膜の物性に与える影響について詳しく調べた。
添加物が膜の力学物性やダイナミクスに与える関係を調べるために、中性子スピンエコー(NSE)法を用いた。添加物として炭素数が8, 10, 12, 14のアルカンを用い、各力学パラメータが添加したアルカンの鎖長に対してどのように変化したかを、NSE結果、膜物理のモデル、統計力学モデルを用いて解析した。その結果、添加したアルカンの鎖長に依存して膜の厚みゆらぎと曲げ揺らぎをはじめとする膜物性の変化を明らかにした。また、アルカンの膜内分布が鎖長に依存して異なったため、2枚の単分子膜の滑りやすさに影響を与えることが示唆された。2枚の単分子膜の滑りやすさの鎖長依存性は、膜の力学パラメータの鎖長依存性と整合した。この成果は既に国際学術誌Physical Chemistry and Chemical Physics誌で発表され、掲載号の表紙となった。また同誌のHOT Articleとして3か月間オープンアクセスとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] NIST/INDIANA UNIVERSITY BLOOMINGTON(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カイザースラウテルン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NIST(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Interleaflet coupling of n-alkane incorporated bilayers2020

    • 著者名/発表者名
      Usuda Hatsuho、Hishida Mafumi、Kelley Elizabeth G.、Yamamura Yasuhisa、Nagao Michihiro、Saito Kazuya
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 10 ページ: 5418-5426

    • DOI

      10.1039/c9cp06059f

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Common Effects of Incorporated n-Alkane Derivatives on Molecular Packing and Phase Behavior of DPPC Bilayers2018

    • 著者名/発表者名
      Hatsuho Usuda、Mafumi Hishida, Yasuhisa Yamamura、Kazuya Saito
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 47 号: 12 ページ: 1512-1514

    • DOI

      10.1246/cl.180747

    • NAID

      130007534813

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜の相転移温度とダイナミクスに対する添加アルカンの影響2019

    • 著者名/発表者名
      臼田初穂、菱田真史、長尾道弘、Elizabeth G. Kelly、 山村泰久、齋藤一弥
    • 学会等名
      第55回熱測定討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Superheating on Melting of Vesicles Considered as Two-dimensional Solid without Edge2018

    • 著者名/発表者名
      Hatsuho Usuda、Mafumi Hishida, Yasuhisa Yamamura、Kazuya Saito
    • 学会等名
      CALCON・ICCT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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