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2019 年度 実績報告書

脂質分子の個性を見分ける『脂質ナノ膜場電気泳動法』の創成

研究課題

研究課題/領域番号 18H02005
研究機関大阪大学

研究代表者

岡本 行広  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50503918)

研究分担者 馬越 大  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20311772)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード脂質ナノ膜場 / 電気泳動 / 分離 / 脂質ナノ膜場解析
研究実績の概要

脂質ナノ膜場で電気泳動を行う際,分離場の構築法ならびに分離場の物性の理解は重要である.そこで,脂質ナノ膜場の構築ならびに作製された脂質ナノ膜場の物性解析を実施した.昨年度に確立したvesicle fusion法に加えてbicelle fusion法に関しても検討を行った.これは,vesicle fusion法では,ゲル相を示す脂質ナノ膜場の構築に相転移温度以上の加熱が必要であるためである.検討の結果,bicelle fusion法において脂質ナノ膜場を構築可能であり,構築された膜場はゲル相を呈した.以上より,脂質ナノ膜場を構成する脂質の選択性が向上した.また,昨年度までは平面の分離場を検討したが,粒子充填型も分離場としては候補に挙げられる.そこで,粒子上への脂質ナノ膜場の構築を検討した.その結果,粒子上でも脂質ナノ膜場の構築が可能であった.以上より,脂質ナノ膜場の構築に関しては,確立できたものと考えている.
次に,昨年度までに脂質ナノ膜場で観測される電気泳動移動度は,脂質分子間の相互作用を反映することを明らかとしている.そこで,今年度は,相分離を示す不均一系の脂質ナノ膜場内での電気泳動挙動を解析した.その結果,どちらか一領域のみに分配する蛍光脂質を用いると,一領域のみの流動性を評価可能であるという結果を得た.通常,現状の蛍光プローブ法では,両領域の平均化されたデータを得られるのみである.しかし,電気泳動法は,特定の箇所・領域の膜特性を評価できる可能性を有しており,新規分析法として活用が期待できる..
最後に,脂質ナノ膜場内での分離において,電気泳動移動を制御する方法として電場以外の外部場に着目し,外部場による膜特性の変化を解析した.その結果,この外部場は膜特性に変化を誘起したため,電場と併せて,この外部場の活用の有用性は今後検討予定である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今年度は,昨年度までのvesicle fusion法では適用が困難であったゲル相を呈する脂質ナノ膜場の構築に成功した.また,平面型の分離場だけでなく,粒子充填型の分離場を視野に入れ,粒子上への脂質ナノ膜場の構築にも成功している.また,分析法としての電気泳動法の活用として,不均一系の脂質ナノ膜場において,特定箇所・領域の膜特性を電気泳動移動度により評価可能であることを明らかとした.この様に想定通りの進捗を達成している.さらに,応用および分離の高性能化を視野に入れ,温和な外部場印加を検討し,その結果,外部場による膜特性の変化を明らかとした.また,深海微生物の解析を視野にいれ,深海微生物によるbicelleの作製に成功している.この様に,想定以上の成果を得ていると考えられる.

今後の研究の推進方策

各種脂質ナノ膜場の構築が可能となった.そこで,電気泳動移動度のデータを基に,構造の異なる各種脂質の分離ならびに分離性能の評価を実施する.さらに,分離に影響を及ぼす各種因子(温度,緩衝液組成,電場強度など)を明らかとする.そして,電場以外に異なる外部場を用いて,脂質ナノ膜場の特性を活用した電気泳動分離法の確立を目指す.また,電気泳動法は分離だけでなく,分子間相互作用の評価ならびに脂質ナノ膜場自体の解析にも活用が期待できる.そこで,現状の方法(分子間相互作用では,π―A等温線,膜場解析では,蛍光プローブ法)と利点・欠点を対比しつつ,新たな脂質ナノ膜場の解析法としての電気泳動法を確立する.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Analytical Chemistry by Electrophoresis2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro OKAMOTO
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 36 ページ: 1

  • [雑誌論文] 薬物輸送システム材料としてのナノバブルとリポソームの複合体2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 行広
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: - ページ: -

  • [雑誌論文] Enzymatic hydrolysis of cellulose recovered from ionic liquid-salt aqueous two-phase system2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Tanimura, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto and Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Biosci. Bioeng.

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of molecular ordering in bicelle bilayer membranes based on induced circular dichroism spectra2020

    • 著者名/発表者名
      Keishi Suga, Kazuki Kitagawa, Shogo Taguchi, Yukihiro Okamoto and Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of ionic liquid aqueous two-phase systems: phase separation behaviors and the hydrophobicity index between the two phases2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Tanimura, Misaki Amau, Ryosuke Kume, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto and Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 123 (27) ページ: 5866-5874

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane surface-enhanced Raman spectroscopy for cholesterol-modified lipid systems: effect of gold nanoparticle size2019

    • 著者名/発表者名
      Miftah Faried, Keishi Suga, Yukihiro Okamoto, Kamyar Shameli, Mikio Miyake and Hiroshi Umakoshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 (9) ページ: 13687-13695

    • 査読あり
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場内での電気泳動現象の解析2020

    • 著者名/発表者名
      岡本行広・西野遼・濱口海都・菅恵嗣・馬越大
    • 学会等名
      化学工学会第85年会
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場の分子認識に対する磁効果解明2020

    • 著者名/発表者名
      岡本行広・川上亮・尾澤知紘・諏訪雅頼・ 菅恵嗣・馬越大
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場における電気泳動法の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      岡本行広・西野遼・新岡宏彦・菅恵嗣・馬越大
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場電気泳動法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      岡本 行広,西野 遼,新岡 宏彦,菅 恵嗣,馬越 大
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第39回研究会
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場電気泳動分析法の創成2019

    • 著者名/発表者名
      岡本 行広・西野 遼・新岡 宏彦・菅 恵嗣・馬越 大
    • 学会等名
      第26回 クロマトグラフィーシンポジウム
  • [学会発表] 脂質ナノ膜場の特性を活用する分離法の創成2019

    • 著者名/発表者名
      岡本行広
    • 学会等名
      分離技術会年会2019
    • 招待講演
  • [学会発表] 岡本行広2019

    • 著者名/発表者名
      脂質分子の個性を見分ける脂質ナノ膜場電気泳動法の創成
    • 学会等名
      第70回 日本電気泳動学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Affinity Electrophoretic Method for Analysis of Molecular Interactions in Lipid Nano-Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Okamoto, Ryo Nishino, Hirohiko Niioka, Keishi Suga, Hiroshi Umakoshi
    • 学会等名
      26th International Symposium on Electroseparation and Liquid Phase-Separation Techniques(ITP2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] リピドナノテクノロジーに関する研究-脂質ナノ膜場電気泳動法-2019

    • 著者名/発表者名
      岡本行広
    • 学会等名
      第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Molecular Interactions in Lipid Nano-Membrane by Electrophoresis2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Okamoto, Ryo Nishino, Hirohiko Niioka, Keishi Suga, Hiroshi Umakoshi
    • 学会等名
      49th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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