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平成29年度には、脂質二分子膜から成るリポソームをモデル小胞として用い、これを光圧によりガラス基板上に捕集できることを明らかにした。さらに、捕集効率を向上させるために、溶液に金ナノ粒子を添加する方法を検討し、金ナノ粒子が捕集効率を顕著に向上させることを発見した。しかしながら、金ナノ粒子による捕集効率向上の機構は明らかではなかった。そこで平成30年度には、金ナノ粒子存在下での光圧によるリポソームの加速現象を直接観察し、その機構の解明を目指した。光圧により加速されたリポソームの速度は、金ナノ粒子の濃度の増加とともに大きくなることがわかった。リポソームと金ナノ粒子の相互作用を制御するために、両者の表面電荷を制御して実験を行ったところ、金ナノ粒子とリポソームが互いに反対の電荷をもつときに、最も大きな速度が得られることを発見した。したがって、静電的に金ナノ粒子とリポソームが結合することで、大きな速度が得られることがわかった。すなわち、陰イオン性の金ナノ粒子を用いた場合、陽イオン性のリポソーム、中性のリポソーム、陰イオン性のリポソームの順に速度が大きくなり、陽イオン性の金ナノ粒子を用いた場合には逆の順序となった。このとき、金ナノ粒子とリポソームが同じ電荷をもつ場合でも速度の増加が確認されたことから、疎水性相互作用も両者の結合に関与していることが示唆された。また、金ナノ粒子のサイズもリポソームの速度変化に影響を与えることを見出した。これらの検討結果から、金ナノ粒子の表面電荷、サイズ、濃度を制御することで、エクソソームの捕集効率を向上できることが明らかとなった。
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