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MEMS技術と生体材料の融合による脂質二分子膜計測システムの確立

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 25107736
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401702)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2013年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードマイクロ流体 / 脂質二分子膜 / チャネル電流計測 / MEMS / マイクロ流路
研究実績の概要

マイクロ流体デバイスは、MEMS技術などの微細加工技術を利用して、微小流路や微量反応容器を作製し、バイオ研究や化学工学へ応用するためのデバイスを総称しているMicroTASやLab on a Chipなどとも呼ばれ、近年盛んに研究が行われている。この多様なマイクロ空間構築法を基盤に領域内の研究者と共同し下記の成果を得た。A03班とは、視野角依存性のない構造色材料構築のため、マイクロドロップを流路により作製した。シリカコロイド結晶で作製した構造色材料は原理的に視野角依存性を持つ。シリカ微粒子のアモルファス結晶は視野角依存性のない構造色を示すが、作製するのが困難であった。そこでマイクロドロップレットにシリカ微粒子を分散させ、短時間で溶媒を蒸発することで視野角依存性の小さいシリカアモルファス微粒子を得ることができ、構造色材料として論文として報告した。A02班とは、ポンプを使わずマイクロ流路内の微量液体を送液するシステムについて研究を行った。これまでの粘性液体の濡れ性に関する理論的知見を基盤にマイクロ流路中で浸透現象を利用し液体をコントロールする方法を考案した。その結果、ポンプを使わず複数種の液体を同時に混合するマイクロ流路や、高粘性液体を使用する無細胞タンパク質合成反応をマイクロ流路中で行うことに成功し論文として報告した。またA03班とは、分子認識性のゲルを用いてマイクロ流路内にマイクロバルブを形成する研究を行った。マイクロ流路中で光架橋により分子認識部位を有するポリマーのゲル化を行い、分子認識ゲルマイクロバルブを作製し論文として報告した。A02班とは、抗菌活性を有するブロックコポリマーの分子挙動を、人工細胞膜を用いて調べる研究を行った。抗菌活性を有するペプチドに変わる人工抗菌活性分子を共重合により合成し、人工細胞膜中でチャネルを形成することが明らかとなり現在論文執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Preparation of Structurally Colored, Monodisperse Spherical Assemblies Composed of Black and White Colloidal Particles using a Micro Flow-Focusing Device2015

    • 著者名/発表者名
      Midori Teshima, Takahiro Seki, Ryuji Kawano, Shoji Takeuchi, Shinya Yoshioka, Yukikazu Takeoka
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 3 号: 4 ページ: 769-777

    • DOI

      10.1039/c4tc01929f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Molecule-Responsive Microsized Hydrogels via Photopolymerization for Smart Microchannel Microvalves2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiraki, K. Tsuruta, J. Morimoto, C. Ohba, A. Kawamura, R. Yoshida, R. Kawano, T. Uragami, T. Miyata
    • 雑誌名

      Macromol. Rapid Commun

      巻: 36 号: 6 ページ: 515-519

    • DOI

      10.1002/marc.201400676

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Towards combinatorial mixing devices without any pumps by open-capillary channels: fundamentals and applications2015

    • 著者名/発表者名
      M. Tani, K. Kamiya, R. Kawano, K. Okumura
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [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
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Stable Lipid Bilayer Formation Using Microfabrication and Its Applications2015

    • 著者名/発表者名
      R. Kawano
    • 学会等名
      2nd CMS International Symposium
    • 発表場所
      Kyusyu Univ., Hakata
    • 年月日
      2015-01-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipid Bilayer Microarray Analysis of Membrane Permeabilization by Antimicrobial Polymers2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kawano
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Fusion Materials
    • 発表場所
      U of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MEMS技術を基盤とした生体ナノポアセンシング2014

    • 著者名/発表者名
      川野竜司, 神谷厚輝, 大崎寿久,竹内昌治
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会(2014)
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] MICRO-SCALE DROPLET CONTACT METHOD BY MECHANICAL MOTION: REPRODUCIBLE AND ROBUST LIPID BILAYER FORMATION2013

    • 著者名/発表者名
      L. N. S. Zaleha, 川野竜司,矢菅浩規,神谷光輝,大崎寿久,三木則尚,竹内昌治
    • 学会等名
      第5回マイクロナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京農工大学 川野研究室

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~rjkawano/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 微量液体移送デバイス2014

    • 発明者名
      1. 谷茉莉, 川野竜司, 神谷厚輝, 奥村剛
    • 権利者名
      御茶ノ水大学、東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-110214
    • 出願年月日
      2014-05-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 脂質二重膜形成器具2013

    • 発明者名
      川野竜司、矢菅浩紀、大崎寿久、神谷厚輝、三木則尚、竹内昌治
    • 権利者名
      KAST, 東大
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-216009
    • 出願年月日
      2013-10-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-07-10   更新日: 2019-07-29  

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