細胞膜の局所ナノスーツ膜化による細胞内外ナノ観察のためのMEMS液体セル

用于细胞内和细胞内纳米观察的MEMS液体池，通过细胞膜的局部纳米服成膜

基本信息

批准号：
21K18190
负责人：
石田忠
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18190/
关键词：
電子顕微鏡細胞内観察電子線透過膜リポソーム細胞融合

项目摘要

本年度は、①細菌のプロトプラスト化とその走査電子顕微鏡(SEM)観察と②細菌捕捉のためのナノ孔の開発、③細胞サイズリポソームの形成、④細菌の電気的細胞融合に取り組んだ。①細菌のプロトプラスト化とそのSEM観察：　枯草菌をリゾチームと反応させて完全に細胞壁を除去し、棒状から球状に形状が変わることを確認した。ナノスーツ液に枯草菌プロトプラストを混合し、SEM観察したが、プロトプラストをSEM観察することはできなかった。②細菌捕捉のためのナノ孔の開発：　シリコン基板をTMAH溶液で異方性エッチングすることで、シリコン基板を貫通する孔を作った。シリコン基板の結晶欠陥やアンダーエッチングのために、開口が30 μm程度に拡がった。細菌の大きさが1 μm程度であることから、開口を微細化する必要がある。③細菌サイズリポソームの形成：　細菌と同サイズである1 μm級のリポソームを形成するため、10 μm以下の流路寸法のフローフォーカス構造を作製し、流路内部を疎水性と親水性で作り分けた。そのマイクロ流路を用いてリポソームを形成したところ、7 μm級の単分散性を有するリポソームが得られた。ただし、細菌サイズには届かなかったため、さらなる微細化と流量調整が必要であることが分かった。④細菌の電気的細胞融合：枯草菌をプロトプラスト化した上で、対向電極間に誘電泳動により数個レベルでプロトプラストの捕捉を行った。捕捉したプロトプラストにパルス電圧を印可したところ、プロトプラスト対を融合することに成功した。

今年，我们致力于（1）细菌原生质体的形成及其扫描电子显微镜（SEM）观察，（2）用于捕获细菌的纳米孔的开发，（3）细胞大小的脂质体的形成，以及（4）电细胞融合的细菌。 ①细菌原生质体形成及其SEM观察：枯草芽孢杆菌与溶菌酶反应，完全去除细胞壁，证实形状由棒状变为球形。将枯草芽孢杆菌原生质体混入纳米服溶液中，用SEM观察，但SEM观察不到原生质体。 ② 开发用于捕获细菌的纳米孔：通过用TMAH溶液对硅基板进行各向异性蚀刻，我们创建了穿透硅基板的孔。由于硅衬底中的晶体缺陷和蚀刻不足，开口扩大到约 30 μm。由于细菌的尺寸约为1μm，因此需要将开口做得更小。 ③ 形成细菌大小的脂质体：为了形成与细菌大小相同的1μm级脂质体，制作通道尺寸为10μm或更小的流动焦点结构，并在通道内部制作Ta 具有疏水性和亲水性。当使用该微通道形成脂质体时，获得了单分散性为7μm级的脂质体。然而，由于没有达到细菌的大小，因此发现需要进一步小型化和流量调整。 ④细菌的电细胞融合：将枯草芽孢杆菌制成原生质体后，通过相对电极之间的介电电泳捕获数个原生质体。当对捕获的原生质体施加脉冲电压时，原生质体对成功融合。