2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of a fabrication method for cellular membrane-integrated nanofluidic device utilizing nanochannel parallel two-phase flows
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19K21930
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
嘉副 裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20600919)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | ナノチャネル / 細胞膜 / バイオミメティクス / 流体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
100 nm空間を利用するナノ流体工学が進展し化学分離・分析法の超高性能化が実現しつつある。一方、同スケールの細胞・小胞は既存の化学の方法ではできない多種多様な機能を有しており、その中の細胞膜と膜タンパクは様々な分子種の超高選択的輸送や濃度勾配を逆行する能動輸送など特異的な役割を担う。そこで、細胞膜と膜タンパクをナノ流路に組込み新しいナノ流体機能デバイスを創成することを将来的な目標とし、本研究では独自のナノ空間混相流体制御技術を活用したナノスケール脂質二重膜組込技術を開発する。そのために、研究項目A）ナノ流路の設計・作製と平行二相流形成の確認、研究項目B）脂質二重膜組込の検証に取り組む。
2019年度は、研究項目Aを中心に研究を進めた。本研究では、疎水性のナノ流路内にクロロホルムと水の油水平行二相流を形成し、油水界面と脂質分子の親水疎水相互作用を制御して細胞膜の主成分である脂質二重膜を生成する。そのために必要なナノスケール流体操作として、ナノ流路内をフッ素系シラン化剤で疎水修飾し、圧力駆動ポンプとバルブを利用して水水平行二相流→油水平行二相流→水水平行二相流の溶媒切替を検証した。溶媒切替時に油水界面の不安定化がみられたため、界面を安定化させるナノ構造体を作製するなど流路設計の改善が必要である。一方、研究項目Bでは、検証で用いる蛍光標識脂質分子を選定した。以上の成果にもとづき、次年度は流路設計の改善と脂質二重膜組込の検証に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画の通り、研究項目Aについては目標をほぼ達成しており、油水界面安定化のための設計改善など課題も抽出できている。そのため研究が順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には当初計画に沿って研究を進めるが、実験により油水平行二相流の溶媒切替による脂質二重膜生成が難しいことが判明した場合、流路設計の大幅な変更と再検証に取り組む。
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| Causes of Carryover |
当初は、ナノ流路加工におけるガラス基板の接合のために備品として小型プラズマ発生装置の購入を計画していたが、外部加工施設で利用可能であったため、購入を取り止めた。そのため次年度使用額が生じた。次年度は当該助成金を実験に必要なガラス基板、蛍光試薬等の消耗品の購入に使用し、ナノ流路における脂質二重膜組込の検証に注力する。
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Research Products
(3 results)
