| 研究課題/領域番号 |
20K05447
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32020:機能物性化学関連
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
濱田 勉 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (40432140)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | ソフトマター / リポソーム / 相分離 / 非平衡ダイナミクス / 脂質膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体細胞の基本構造は、脂質分子が自己集合した二分子膜である。近年、生体細胞系へのコロイド粒子の応用研究が検討されているが、粒子と脂質膜の相互作用に関する知見が不足している。膜面内で運動する粒子は、膜の物理的特性の影響を受けたダイナミクスを示すことが予想される。本研究では、膜と粒子が生み出す新たなダイナミクスの物理化学的メカニズムについて研究を行う。
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| 研究実績の概要 |
コロイド粒子が結合したベシクルのダイナミクスについて研究を進めた。ベシクル膜へのコロイド粒子の吸着度合いは、デバイ長（静電相互作用）により制御できることを示した。また、ベシクルの変形は、主に浸透圧の印加により誘導した。ベシクルは、出芽等の特徴的な変形ダイナミクスを示し、コロイド粒子の分布との相関データを取得した。ベシクル変形およびコロイド吸着の実験条件を変化させ、ダイナミクス観察に最適なシステムを構築できた。今後、温度コントローラーを使った変形実験との対比などを進め、成果をまとめる予定である。
せん断流れ場における、ベシクルの非平衡ダイナミクスについて研究を進めた。飽和脂質（高相転移温度）、不飽和脂質（低相転移温度）、コレステロールから成る３成分ベシクルを使って、膜上に相分離構造を形成させた。膜成分であるコレステロール量に依存して、せん断流が誘起する相分離パターンが変化することを、相図を構築することによって示した。具体的には、ベシクル面上に発生する流れ渦中心への相分離ドメインの局在現象を見出し、局在の様子がスポット型からストライプ型に変化することを報告した。また、温度変化によるドメイン成長に注目して、せん断流の有無による影響を明らかにし、Cahn-Hilliard型の自由エネルギーを基にした数値シミュレーションによる再現に成功した。これらの結果をまとめた論文が、Soft Matter誌に掲載された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ベシクルの非平衡ダイナミクスに関する論文を発表した。また、コロイド粒子に結合した膜ダイナミクスに関する多くの実験データが集まっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに得られたデータのまとめ、追加実験および論文投稿を行う。
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