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バイオとMEMSの融合-チャネル膜タンパクセンサの創製

公募研究

研究領域融合マテリアル:分子制御による材料創成と機能開拓
研究課題/領域番号 23107534
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(財)神奈川科学技術アカデミー

研究代表者

川野 竜司  (財)神奈川科学技術アカデミー, バイオマイクロシステムプロジェクト, 研究員 (90401702)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード脂質二分子膜 / MEMS / チャネル膜タンパク質 / バイオセンサ
研究実績の概要

本研究ではMEMS技術を利用して、小型チップ上に効率良く、安定して脂質膜を再構成できる計測プラットフォームを実現し、ロボットによる自動膜タンパク質解析システムを構築する。H23, H24年の二年間で以下の二つの課題に取り組んだ。

計測プラットフォーム構築-MEMS技術と液滴接触法の組み合わせによってマイクロ孔に安定な人工平面二分子膜を形成する。マイクロ孔中に形成した脂質膜の安定性を機械的振動や経時安定性を試験することで評価した。また接触法による高い安定性を持つ人工膜を利用して、脂質膜のアレイ化を行った。
チャネル膜タンパク質の再構成-人工脂質膜への膜タンパク質の導入は、精製した膜タンパク質をnmサイズのリポソームに再構成し、それらを平面膜上に展開することで行われる。再構成したチャネル膜タンパク質のチャネル電流計測を行なうことで人工膜中での、チャネル活性を評価した。またチャネル阻害剤を用いてチャネル開閉状態活性の計測を行い、創薬スクリーニング試験を試みた。

領域内共同研究についても活発に推進した。人工膜システムによるイオンチャネル計測法が確立できたので、これを用いて抗菌性ブロックポリマーの脂質二分子膜中におけるチャネル応答挙動の解明をA02青島グループと共同で進めた。またマイクロ流体技術を他の班員の研究へ応用・展開も行った。A03竹岡グループとは均一サイズのマイクロドロップレット中でシリカ微粒子のアモルファス二次結晶の作製・光学応用、A02奥村グループとはマイクロ流路中での粘性液体の浸透・混合現象解析、A03宮田グループとはマイクロ流路中での外部刺激応答性ゲルの合成、について共同研究を行った。

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

    (23件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Droplet based lipid bilayer system integrated with microfluidic channels for solution exchange2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuji, R. Kawano, T. Osaki, K. Kamiya, N. Miki and S. Takeuchi
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 13 号: 8 ページ: 1476-1481

    • DOI

      10.1039/c3lc41359d

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spilt-and-Contact Device to Form Planar Lipid Bilayers2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Tsuji
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE MEMS

      巻: 1 ページ: 161-164

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra/Extracellular Investigation for Ion Channels with Lipid Bilayer Array at the Single Molecule Level2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Kawano
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE MEMS

      巻: 1 ページ: 57-58

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Perfusion System for Inhibition Investigation of Membrane Proteins in Planar Lipid Bilayer2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Tsuji
    • 雑誌名

      Proceedings ofMicro TAS

      巻: 1 ページ: 683-685

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接触法による膜たんぱく質のアレイ化2011

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 131 号: 12 ページ: 419-424

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.131.419

    • NAID

      10030533258

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Intra/Extracellular Investigation for Ion Channels with Lipid Bilayer Array at the Single Molecule Level2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Kawano
    • 学会等名
      IEEE MEMS2013
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2013-01-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spilt-and-Contact Device to Form Planar Lipid Bilayers2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Tsuji
    • 学会等名
      IEEE MEMS2013
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2013-01-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Perfusion System for Inhibition Investigation of Membrane Proteins in Planar Lipid Bilayer2012

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Tsuji
    • 学会等名
      Micro TAS 2012
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      2012-10-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Automated Drug Screening System for Ion Channel Proteins using Artificial Cell Membrane2012

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 人工細胞膜を用いたイオンチャネル創薬スクリーニングシステム2012

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Solution Exchange of Droplet Contacting Lipid Bilayer System2012

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 学会等名
      IEEE MEMS 2012
    • 発表場所
      フランス、パリ
    • 年月日
      2012-01-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バイオとMEMSの融合-チャネル膜タンパクアレイデバイスの創製2012

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第4回融合マテリアル公開シンポ
    • 発表場所
      大阪府、大阪市
    • 年月日
      2012-01-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Automated Drug Screening System for Ion Channel Proteins Using Lipid Bilayer Arrays2011

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第26回日本薬物動態学会
    • 発表場所
      広島県、広島市
    • 年月日
      2011-11-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MEMSとバイオの融合-膜たんぱく質を用いたハイスループットスクリーニングス2011

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第3回融合マテリアル国際シンポ
    • 発表場所
      三重県、鳥羽市(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Parallel Recognition of Single-stranded DNA Using a Biological Nanopore Array2011

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 学会等名
      マイクロタス2011
    • 発表場所
      アメリカ、シアトル
    • 年月日
      2011-10-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Automated Drug Screening System for Ion Channel Protein2011

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      マイクロタス2011
    • 発表場所
      アメリカ、シアトル
    • 年月日
      2011-10-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MEMS技術を用いた膜タンパクアレイによるバイオセンシング2011

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山県、岡山市
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MEMS技術によるチャネル膜たんぱく質のアレイ化2011

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 学会等名
      第60回高分子討論会
    • 発表場所
      岡山県、岡山市
    • 年月日
      2011-09-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 膜たんぱく質ナノポアアレイを用いたDNAの1分子認識2011

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 学会等名
      第28回センサマイクロシンポジウム
    • 発表場所
      東京都、船堀
    • 年月日
      2011-09-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] バイオとMEMSの融合-チャネル膜タンパクアレイ創製2011

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 学会等名
      第2回融合マテリアル公開シンポ
    • 発表場所
      福岡県
    • 年月日
      2011-06-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Easy and Stable Lipid Bilayer Formation : A Droplets-Conacting-Method in parylane Micropores for Multiple Ion Channel Recordings2011

    • 著者名/発表者名
      辻祐太郎
    • 学会等名
      tranceducers 2011
    • 発表場所
      中国、北京
    • 年月日
      2011-06-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 液滴接触法を用いたチャネル型膜たんぱく質のハイスループット機能解析システムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      6. 川野竜司
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      BIO INDUSTRY, CMC出版
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 特願2012-2547082012

    • 発明者名
      川野竜司
    • 権利者名
      川野竜司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2012-11-20
    • 関連する報告書
      2012 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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