化学センサー感応膜としての寒天支持型脂質二分子膜のin situ表面観察

作为化学传感器敏感膜的琼脂支持的脂质双层膜的原位表面观察

• 批准号: 08740569
• 负责人: 宇都 正幸
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740569/
• 关键词: 化学センサー; 感応膜; 脂質二分子膜; 膜面積

これまでの研究で,支持電解質を含む寒天上に人工の脂質二分子膜を形成し,膜に包埋した有機試薬と金属イオンとの錯形成による膜のイオン透過性変化を観測できることを明らかにしてきたが,データのバラツキが大きいという問題点があった.これは,形成した人工脂質二分子膜の膜面積を正確に把握できていなかったためであり,膜のイオン透過性変化を電気化学的に計測しながら膜表面を観察し,面積を測定することを試みた.直径0.1〜0.2mmの脂質膜を観察するための顕微鏡(オリンパス:実体顕微鏡SZ-60,本研究費で購入),光源部(現有設備)とデータ記録のためのCCDカメラ装置(島津:CCD-S1),モニター(ソニー:KV-21GP2),ビデオ記録装置(ソニー:WV-H3NTSC)(本研究費で購入)を組み合わせ,寒天支持型脂質二分子膜の形成を行い,画像データとして記録することに成功した.脂質/ヘキサン溶液を展開したテフロン膜表面は光の干渉により虹色の輝きを持ち,小孔は初めは鈍く光る明るいグレー色に見えた.時間の経過とともに小孔中に黒い部分が現れた.15分から30分で小孔中央部に小孔面積の約60%が黒膜化した部分と周囲の明るいグレー部分とが観察され,小孔中に二分子膜と脂質/ヘキサン溶液層が存在することが確認された.観察中に瞬時に小孔すべてが黒くなると同時に計測電流が一挙に増大する現象も観察された.これは,膜形成に失敗し小孔のイオン透過性が一挙に増大したためと考えられる.光学的観察を行いながら,脂質二分子膜を隔てて設置された電極間に流れる電流を計測し,膜のイオン透過性変化を観測することが可能となった.これによって単位面積あたりのイオン透過量を算出し,化学センサー感応膜としての脂質二分子膜の信号変換能を定量的に解析することができると期待できる.これらの成果の一部は日本分析化学会第58回討論会(平成9年5月)で発表予定である.

先前的研究表明，可以在含有支持电解质的琼脂上形成人工脂质双层膜，并观察由于膜中嵌入的有机试剂与金属离子之间形成络合物而导致膜的离子渗透性的变化，但存在以下问题。数据变化较大。这是因为无法准确测定形成的人工脂质双层膜的膜面积，在电化学测量膜离子渗透性变化的同时观察膜表面，我尝试测量直径为0.1的面积。用于观察 ~0.2 mm 脂质膜的显微镜（奥林巴斯：体视显微镜 SZ-60，用本研究经费购买）、光源（现有设备）和用于数据记录的 CCD 摄像装置（岛津：CCD-S1）、监视器（索尼：KV-21 GP2），通过结合视频记录设备（索尼：WV-H3NTSC）（用本研究经费购买），我们形成了琼脂支持的脂质双层膜，并成功地将其记录为图像数据。表面因光的干扰而呈现虹彩光泽，毛孔最初呈现出明亮的灰色，并带有暗淡的光泽，随着时间的推移，毛孔内部出现黑色部分。15至30分钟后，毛孔的中心出现黑色部分。大约60%的毛孔区域变黑，周围区域变亮。观察到灰色区域，证实孔内存在双层膜和脂质/己烷溶液层。在观察过程中，整个孔立即变黑，同时测得的电流立即增加，这是由于故障。膜的形成和小孔的形成。这被认为是由于离子渗透性突然增加所致。在进行光学观察时，可以测量穿过脂质双层膜的电极之间流动的电流，并观察膜的离子渗透性的变化。每单位面积预计将有可能通过计算离子透过量来定量分析作为化学传感器敏感膜的脂质双层膜的信号转导能力。它预定在讨论会(1997年5月)上提出。