巨大ベシクルのレーザー分裂・融合・構造形成制御と二分子膜構造

巨型囊泡和双层膜结构的激光分裂、融合和结构形成控制

• 批准号: 10875160
• 负责人: 喜多村 昇
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875160/
• 关键词: ジャイアントベシクル; レーザーマニピュレーション; 顕微分光; 融合・分裂; 二分子膜構造; 放射圧; ピコ秒分光; 電気化学応答

Didodecyldimethylammonium bromide(DDAB)は水中におて数マイクロメートルから数十マイクロメートルのジャイアントベシクルを形成する。一方、集光したレーザー光が物質により散乱されるときに発生する放射圧を利用することによりマイクロメートルの微粒子から比較的に大きな分子や分子集合系を捕捉することが可能である。本研究においては、DDABベシクルをレーザー光により分裂、構造制御するとともに、顕微分光測定を通してベシクルを構成する二分子膜構造の再構成過程をその場測定することを目的として研究を行った。1)単一ベシクル形態ののレーザー制御 : ベシクルをレーザー捕捉するため、2本のレーザー光で2箇所を独立に捕捉することのできるダブルビーム走査型レーザーマニピュレーションシステムを構築した。これにより、約10マイクロメートル程度の単一ベシクルの両端をレーザー捕捉し、一方の集光レーザー光をXY平面内で走査することによりベシクルを球形から楕円形へ変形させること、更には分裂、2つのベシクルの融合に成功した。2)単一ベシクルの顕微分光 : DDABベシクルをFluorescein等の蛍光色素で染色して、単一ベシクル毎に顕微分光測定を行った。その結果、蛍光色素の極大波長と寿命はベシクルのサイズに依存することが見い出された。3)ベシクルの膜構造変化の電気科学制御 : 分子内に電気化学活性なフェロセン部位を有するDDAB誘導体を合成した。DDABとの混合ベシクルをマイクロ電極に接触させて電気分解することにより、単一ベシクルの消滅を電気科学的に制御可能であることを示した。先に述べたレーザーによるベシクルの分裂・変形操作と蛍光分光法を組み合わせることにより、二分子膜の再構成過程の情報が得られるものと期待される。

Didodecyldimenylamonium溴化物（DDAB）形成的巨型囊泡范围从几微米到水中的数十微米。另一方面，通过利用当收集的激光光散射出材料时产生的辐射压力，可以从微米细颗粒捕获相对较大的分子和分子装配系统。在这项研究中，我们进行了研究，目的是通过激光光分裂和控制DDAB囊泡的结构，并在原位测量双层结构的重建过程，该过程通过微光谱测量构成了囊泡。 1）激光控制单囊泡形式：为了激光捕获囊泡，构建了双光束扫描激光操纵系统，允许使用两个激光束独立捕获两个位置。这允许激光捕获大约10微米的单个囊泡的两端，并通过扫描XY平面中的一个收集激光束，从球形形状转换为椭圆形，甚至分裂和融合了两个囊泡。 2）单囊泡的显微镜光谱：用荧光染料（例如荧光素）染色DDAB囊泡，并对每个单个囊泡进行微观测量。结果，发现荧光染料的最大波长和寿命取决于囊泡的大小。 3）囊泡中膜结构变化的电科学控制：合成了分子内具有电化学活性二代二世位点的DDAB衍生物。通过将混合囊泡用DDAB与微电极接触，已经表明，单个囊泡的an灭可以受到电科学控制。通过将上述激光的囊泡分裂和变形操作与荧光光谱相结合，可以预计将获得有关双层膜重建过程的信息。

项目成果

八尾 浩史: "Fragile Arrangements of Self-Organized J Aggregates of Pseudoisocyanine Dye at a Glass/Solution Interface"Physical Chemistry Chemical Physics. 1(19). 4629-4633 (1999)

Hiroshi Yao：“玻璃/溶液界面处假异花青染料自组织 J 聚集体的脆弱排列”物理化学化学物理 1(19) 4629-4633。

石坂 昌司: "Total Internal Reflection Fluorescence Dynamic Anisotropy of Sulforhodamine 101 at a Liquid/Liquid Interface : Rotational Reorientation Time and Interfacial Roughness"Analytical Chemistry. 71(2). 419-426 (1999)

Masashi Ishizaka：“磺罗丹明 101 在液/液界面的全内反射荧光动态各向异性：旋转重新取向时间和界面粗糙度”分析化学 71(2)。

喜多村 〓: "Optical Transformation and Fission of Single Giant Vesicles in Water by Radiation Pressure." Journal of American Chemical Society. 120(8). 1942-1943 (1998)

Kitamura：“辐射压力下单个巨型囊泡的光学转化和裂变”，美国化学学会杂志 120(8)（1998）。

八尾 浩史: "Spectroscopic and AFM Studies on the Structures of Pseudoisocyanine J Aggregates at a Mica/Water Interface"Journal of Physical Chemistry B. 103(21). 4452-4456 (1999)

Hiroshi Yao：“云母/水界面处拟异氰酸酯 J 聚集体结构的光谱和 AFM 研究”物理化学杂志 B. 103(21) (1999)。

金 幸夫: "Microspectroscopic Analyses of Dye Distribution Characteristics in Single Microcapsules." Analytical Chemistry. 70(1). 111-116 (1998)

Yukio Kim：“单个微胶囊中染料分布特征的显微光谱分析”70(1) (1998)。