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パターン化モデル生体膜と微小構造体を接合したナノ界面における分子認識と分子輸送

公募研究

研究領域ソフトインターフェースの分子科学
研究課題/領域番号 23106714
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関神戸大学

研究代表者

森垣 憲一  神戸大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (10358179)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード生体膜 / エラストマー / ポリマーブラシ / ベシクル / エラストマー材料 / 分子認識
研究実績の概要

生体膜は、細胞において外部環境との境界をなし、分子認識などの重要な機能を担うソフトインターフェースである。研究代表者は、光重合されたポリマー脂質二分子膜と生体膜(流動性脂質二分子膜)を光リソグラフィー技術でパターン化したモデル生体膜を開発してきた。本研究では、ポリマー脂質二分子膜表面を高分子材料で化学修飾して、エラストマー微小構造体と分子レベルで接合することを目標としている。そのため、親水部位に化学反応性基(エタノールアミン)を持った脂質を用いて、ポリマー脂質二分子膜を形成し、脂質膜表面に生体分子を化学修飾することを試みた。ポリマー脂質二分子膜は、コリン基とエタノールアミン基を持つ光重合性リン脂質(DiynePCおよびDiynePE)を用いて作製した。モノマー脂質二分子膜をラングミュア・ブロジェットーラングミュア・シェーファー(LB/LS)法によって基板上に累積し、紫外光でパターン化光重合を行った。化学修飾のモデルとして、両末端にビオチン基とカルボン酸活性エステル(NHS)を持つポリエチレングリコール(PEG)を用い、ポリマー脂質表面にビオチン基を結合することが出来た。一方、代表的なエラストマー材料であるPDMS表面にビオチン基を修飾しストレプタビジンを結合した。そして、ビオチン―ストレプタビジン結合を利用してポリマー脂質膜とPDMSとを接合することを試みた。また、脂質膜表面に分子認識を利用してベシクルを結合し、PDMSと接着するスペーサーとして活用することも試みた。両者の間に封入された水溶性蛍光色素の拡散速度を計測することで、接合の程度を評価することが出来、効果的に接合を行うことに成功した。また、鎖長の均一なポリマーブラシをポリマー脂質二分子膜表面に形成することも試み、今後微細空間の厚さを制御する指針を得た。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Surface functionalization of a polymeric lipid bilayer for coupling a model biological membrane with molecules2013

    • 著者名/発表者名
      K. Morigaki, K. Mizutani, M. Saito, T. Okazaki, Y. Nakajima, Y. Tatsu, H. Imaishi
    • 雑誌名

      cells, and microstructures, Langmuir

      巻: 29 号: 8 ページ: 2722-2730

    • DOI

      10.1021/la304747e

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microarrays of phospholipid bilayers generated by inkjet printing2013

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, H. Imaishi, and K. Morigaki
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 29 号: 21 ページ: 6404-6408

    • DOI

      10.1021/la400570h

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固体基板表面に形成された人工生体膜を用いた生体膜機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      森垣憲一
    • 雑誌名

      膜

      巻: 37 ページ: 276-281

    • NAID

      10031131137

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Stable and functional model biological membrane composed of polymeric and fluid lipid bilayers2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Morigaki
    • 学会等名
      Engineering Lipid Bilayers
    • 発表場所
      Leeds, UK
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface functionalization of polymeric lipid bilayers for coupling with molecules, cells, and 3D objects2012

    • 著者名/発表者名
      森垣憲一
    • 学会等名
      243 Meeting of the American Chemical Society
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Micropatterned biomimetic membrane composed of polymeric and fluid lipid bilayers2011

    • 著者名/発表者名
      森垣憲一
    • 学会等名
      15th International Conference on Thin Films
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ポリマー脂質二分子膜を基盤とした生体膜機能界面の創製2011

    • 著者名/発表者名
      森垣憲一
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 神戸大学 農学系研究科 環境物質科学講座

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/rceg-nowstone/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/rceg-nowstone/index.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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