特異的分子認識による生体機能の固体表面への集積

通过特定的分子识别将生物功能整合到固体表面

基本信息

批准号：
12J00113
负责人：
山崎憲慈
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に見出した支持表面の化学状態によるグラフェン表面への脂質膜展開領域制御について脂質膜の構造依存性について研究を行った。脂質膜の相転移温度がグラフェン―脂質膜間の相互作用に影響することがわかった。ゲル相の分子を用いた場合、脂質分子内の疎水基が伸張することでグラフェンとの相互作用が強くなりグラフェン表面全体に脂質単分子膜が展開した。グラフェン表面への脂質膜展開から、支持表面の親水性に応じた脂質単分子膜の選択的展開を実現し、支持表面が溶液中でグラフェンの物性に影響を与えていることを示した。前年度の研究と合わせた結果をJ. Phys. Chem. C誌に発表済みである。また一部の結果を筑波で開催された国際会議ACSIN-12にて発表を行い、Best Poster Awardを受賞した。グラフェン表面に生体機能を模擬した構造を構築するため、グラフェン表面への脂質二重膜の形成を行った。強い疎水性を示すグラフェン表面への脂質二重膜形成は困難であるが、脂質膜を支えるリンカー分子をグラフェンエッジに選択的に吸着させることで酸化膜付きシリコン基板上に形成したグラフェン表面に脂質二重膜を形成することに成功した。原子間力顕微鏡による測定結果からグラフェン表面に形成した脂質二重膜は基板表面に形成した場合に比べて強度が低いことがわかった。より相転移温度の高い脂質分子を用いることでグラフェン表面での脂質二重膜の崩壊を抑制することに成功した。リンカー分子の大きさによってグラフェンと脂質二重膜の距離を制御可能であることを示し、グラフェン表面上に形成した脂質二重膜がイオンチャネルなどの膜タンパク質を埋め込み可能な構造であることがわかった。

我们研究了脂质膜对脂质膜的结构依赖性，相对于上一年发现的辅助表面的化学状态。发现脂质膜的相变温度会影响石墨烯 - 脂质膜之间的相互作用。当使用凝胶相分子时，扩展了脂质分子中的疏水基，从而增强了与石墨烯的相互作用，从而导致在整个石墨烯表面上脂质单层的发展。石墨烯表面上的脂质膜膨胀能够根据支撑表面的亲水性对脂质单层的选择性开发，这表明支撑表面会影响溶液中石墨烯的物理特性。结果与上一年的研究相结合，已发表在J. Phys中。化学C.一些结果也在杜斯库巴举行的国际会议ACSIN-12上提出，并获得了最佳海报奖。为了构建模拟石墨烯表面生物学功能的结构，在石墨烯表面形成了脂质双层膜。尽管在石墨烯表面上很难形成脂质双层，而石墨烯表面表现出较强的疏水性，但它成功地在硅底物上形成的石墨烯表面上形成了脂质双层，并通过选择性地填充氧化物膜，从而通过将脂质膜上的连接器分子进行选择性地增强。使用原子力显微镜测量结果表明，在石墨烯表面形成的脂质双层膜的强度低于在底物表面上形成的脂质。通过使用具有高相变温度的脂质分子，我们成功地抑制了石墨烯表面上脂质双层膜的塌陷。结果表明，可以根据接头分子的大小来控制石墨烯和脂质双层膜之间的距离，并且在石墨烯表面形成的脂质双层膜具有允许膜蛋白（例如离子通道）的结构。