| 研究課題/領域番号 |
22K14602
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2023)
金沢大学 (2022) |
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研究代表者 |
平田 海斗 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (50909984)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 原子間力顕微鏡 / 液中電位計測 / 生体分子 / 脂質二重層膜 / オープンループ電位顕微鏡 / 液中電位分布計測 / 表面電位 / 電気二重層 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体分子機能のナノレベルの機序には「表面電荷・液中電荷」が関係する現象が多数存在する。本研究は、我々が独自開発してきたAFMベースの液中電位計測技術であるOL-EPMを生体分子計測へと応用するため、生体膜の基本構造である脂質二重層膜の電位計測を行い、電位の探針依存性や電位距離依存性の検証により、生体分子計測時の電位可視化メカニズムを明らかにすることが目的である。
本研究達成は、生体分子/溶液界面における電位分布が生体分子機能に関係する現象のナノレベルでの機序解明に貢献すると考える。それらは、創薬・医学の学術的な理解に必要であり、可能になれば、生命科学分野の発展に繋がることが期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、液中で局所的な表面電位を計測できるオープンループ電位顕微鏡（OL-EPM）を初めて生体分子計測へと応用するための技術確立を行った。具体的には、電位計測に必要な基板およびOL-EPMの検出器であるカンチレバーの開発である。これらを用いて、正負の電荷を頭部に有する脂質分子による二重層膜へと応用した。結果として頭部の電荷を反映した電位分布が得られ本技術は生体分子計測へと応用できる可能性を示すことに成功した。今後、本研究で開発した基盤技術をベースとして様々な生体分子計測へと展開することができる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年では生命現象への原子間力顕微鏡（AFM）の進展が目覚ましい。しかし、表面電荷・電位を局所計測できる技術は確立されておらず、生体分子機能において液中イオンや生体分子の表面電荷が関係する現象の理解が進んでいない。本研究で確立してきた基盤技術により生体分子の「電荷・電位」計測を可能にすることで、従来技術では困難であったイオンチャネルによるイオン輸送や膜分解ペプチドの静電的相互作用による脂質分子の吸着・脱離など、生体分子/溶液界面の電位分布が関係するとされる生体分子機能のナノレベルでの機序解明に貢献する。それらは、創薬・医学の学術的な理解に必要であり、生命科学分野の発展に繋がることが期待される。
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