人工膜とナノ空間を用いた1分子診断技術の開発
利用人工膜和纳米空间的单分子诊断技术的开发
基本信息
- 批准号:22K18948
- 负责人:
- 金额:$ 4.08万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-06-30 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究は、生体膜を模倣した人工膜と、厚さが数十ナノメートルのナノ空間を組み合わせて疾患関連生体分子(疾患マーカー)を1分子計測する技術を開発する。そのために2022年度は、パターン化人工膜とナノ空間の作製技術、パターン化人工膜への抗体の固定化技術を開発した。パターン化人工膜は、光重合性リン脂質を光リソグラフィー技術でパターン化重合したポリマー脂質膜に、生体由来の脂質膜(生体脂質膜)を組み込んで作製した。一方、ナノ空間は、ポリマー脂質膜と高分子エラストマー(PDMS)を厚さが均一な接着層(高分子被覆シリカ微粒子)により接着することで作製した。平均粒径100 nmのシリカ微粒子表面に、2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC)と2-aminoethyl methacrylate (AEMA)からなる鎖長の均一な高分子ブラシを原子移動ラジカル重合法で形成した。この高分子被覆シリカ微粒子を接着層としてポリマー脂質膜とPDMSとを接着して厚さが100 nm程度のナノ空間を形成した。ナノ空間の形成は、脂質膜に結合した標的分子の側方拡散による選択的輸送により評価した。パターン化人工膜への抗体の固定化技術は、抗体分子を酵素反応および還元反応によって分解することで抗原認識部位 (Fab’)を取り出し、Fab’に含まれるシステイン基にマレイミド基を介してDibenzylcyclooctyne (DOCO)基を結合した。そして、生体脂質膜内に予め5mol%導入したアジド基含有脂質にFab’-DBCOを選択的に結合させることで、生体脂質膜に高効率で抗原認識部位を結合した。Fab’は脂質膜において2次元拡散することができた。今後、抗原認識部位を提示した生体脂質膜表面において疾患マーカーのサンドイッチ検出を行いナノ空間における高感度な検出を目指す。
这项研究将开发一项结合人造膜的技术,该技术模仿生物膜和纳米空间,厚度有几十纳米,以测量与疾病相关的生物分子(疾病标志物)。为此,在2022年,我们开发了用于制造成图案的人造膜和纳米空间的技术,以及将抗体固定在图案化的人造膜中的技术。通过将源自生物体(Biolipid膜)衍生的脂质膜掺入到通过使用光刻技术来使可光聚合磷脂获得的聚合物脂质膜中的脂质膜(生物体膜)掺入聚合物脂质膜中,制备了图案化的人造膜。另一方面,纳米空间是通过将聚合物脂质膜和具有均匀厚度的粘合剂层(聚合物涂层的二氧化硅细颗粒)粘合而产生的。均匀的链长聚合物刷,由2-甲基丙烯酰丙酰氯丙基乙基磷酸胆碱(MPC)和2-氨基乙基甲基丙烯酸酯(AEMA)组成(AEMA),在硅细颗粒的表面上由原子转移自由基化方法在平均粒径为100 nm的表面上形成。将聚合物涂层的二氧化硅细颗粒作为粘合剂层,将聚合物脂质膜和PDM键合成形成厚度约为100 nm的纳米空间。通过选择性转运通过与脂质膜结合的靶分子的横向扩散来评估纳米空间的形成。抗体在图案化的人造膜上的固定技术涉及通过酶促和还原反应将抗体分子分解,以去除抗原识别位点(FAB'),而二苯甲酰氮基环胞菌(DOCO)组将连接到cinteine组中,该组通过fab'通过fab'组成。然后,Fab'-DBCO有选择地与载氮化基群的脂质结合,该脂质已提前引入了生物脂质膜中,并且具有高效率的抗原识别位点与生物脂质膜结合。 Fab'能够在脂质膜中二维扩散。将来,我们的目标是将疾病标志物的检测在生物脂质膜表面上进行,该表面呈现抗原识别位点,以在纳米空间中实现高度敏感的检测。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Micropatterned model membrane platform for physicochemical and functional analysis of membrane proteins
用于膜蛋白理化和功能分析的微图案模型膜平台
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yuka Kusunoki;Daisuke Takagi;Seiji Akimoto;Sophie A. Meredith;Ashley M. Hancock;Stephen D. Evans;Peter G. Adams;Kenichi Morigaki;Daisuke Takagi;高木大輔;森垣憲一;森垣憲一
- 通讯作者:森垣憲一
Substrate-supported photosynthetic model thylakoid membrane
基质支持的光合模型类囊体膜
- DOI:
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yuka Kusunoki;Daisuke Takagi;Seiji Akimoto;Sophie A. Meredith;Ashley M. Hancock;Stephen D. Evans;Peter G. Adams;Kenichi Morigaki
- 通讯作者:Kenichi Morigaki
固体基板表面におけるパターン化人工生体膜の創成
在固体基质表面上创建图案化的人工生物膜
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yuka Kusunoki;Daisuke Takagi;Seiji Akimoto;Sophie A. Meredith;Ashley M. Hancock;Stephen D. Evans;Peter G. Adams;Kenichi Morigaki;Daisuke Takagi;高木大輔;森垣憲一
- 通讯作者:森垣憲一
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- DOI:10.1021/acs.jpcb.2c06053
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Tanimoto;Y.;Yoshimura;Y.;Hayashi;F.;Morigaki;K.
- 通讯作者:K.
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阿部 真之
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