脂質ベシクルを利用した生体適合性酵素マイクロリアクターの開発に関する基礎研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750632
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 市川 創作 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (00292516)
• Keywords: ベシクル / マイクロバイオリアクター / マイクロチャネル乳化 / 油中水滴型エマルション / 封入 / 分子集合体

Research Abstract

脂質ベシクルは脂質二分子膜と、それに取り囲まれた閉鎖空間から成る。本課題では、その閉鎖空間に酵素を内包化して反応を行うことで、ベシクルを微小な酵素リアクターとして積極的に利用することを目指し、そのための基礎技術に関する研究を行った。前年度、マイクロチャネル乳化技術を用いて酵素の封入効率が高く、均一な大きさのベシクルを調製する新規手法の端緒が拓かれた。今年度は、前年度の成果を受けて調製条件の検討を進めた。マイクロチャネル乳化法のよるW/Oエマルションの調製条件について検討を行い、平均粒径4.0μmの単分散なW/Oエマルションを作製することができた。また、W/Oエマルションからベシクルを調製する操作条件について検討を行った。その結果、添加する脂質の量の増加に伴い内包率が向上したが、それと同時に脂質膜の厚みが増加し、脂質が凝集してベシクルの分散性が悪くなることが分った。また、内水相量の増加に伴い、内包率が低下する傾向がみられた。さらに、外水相の添加量が少ないときに、内包率が向上することが示唆された。これら操作因子の結果を踏まえて、W/Oエマルションからベシクルの調製を行った。マイクロチャネル乳化法により調製したW/Oエマルションの連続相の中の脂質を溶解したヘキサン溶液により洗浄し、ベシクル構成成分の脂質へと置換し、ヘキサンを蒸発除去した。その後、外水相溶液を加えてベシクルを調製した結果、モデル内包物である蛍光物質がベシクル内部水相で蛍光を発しているごとが確認され、目的物質を内包したベシクルが形成できることがわかった。粒径は元のエマルションの大きさをある程度反映していた。本課題で得られた成果を基に、今後さらに検討を進めることで、内包率が高く、均一な大きさのベシクルが調製できる新規技術として期待される。

Research Products

• [Publications] S.Ichikawa, P.Walde: "Phospholipase D-Mediated Aggregation, Fusion, and Precipitation of Phospholipid Vesicles"Langmuir. 20(3). 941-949 (2004)