内部に封入された駆動源を利用して能動的に動くベシクルを利用した物質輸送系の構築

内部に様々な溶液を封入可能な袋状の分子集合体「ジャイアントベシクル」の内部に、照射された紫外線の方向に自ら動く「走光性油滴」を封入し、この油滴の作用によってベシクル全体が能動的に駆動する「動くベシクル」の構築を目指した研究を進めている。研究二年目となる２０２２年度は、走光性油滴を封入したベシクルに紫外線を照射した際に見られるダイナミクスに関する予備的研究を行った。昨年度報告した方法で調整した、走光性油滴を内封するジャイアントベシクルを、顕微鏡観察用のプレパラートに封入し、顕微鏡ステージ上で側方からの紫外線を照射したときの変化を、位相差顕微鏡によりリアルタイム観察した。その結果、本研究の目的であるベシクルの駆動も観測されたが、それ以外に、ベシクルの破裂や、変形と言った、当初予測しなかったダイナミクスもあわせて観測された。また、顕著な変化を示さないベシクルも見られた。このようなダイナミクスの多様性を理解するために、ベシクル膜の表面電荷に着目した。ベシクル膜表面のアニオン性が低下すると共に、変化が起こる頻度は増大するが、それと同時に破裂が起こる頻度も増大した。このことから、目的とするダイナミクスを実現するには、ベシクル膜へのオレイン酸供給制御が重要であるとの知見を得た。また、昨年度に引き続き、ガラス表面に付着した走光性油滴による水相の駆動に関する研究も進め、水相に分散した微粒子を、油滴の効果によって動かせることを確認した。これは、機構は違うものの、本研究の目的の方向性と一致しており、あわせて研究を進めていきたい。

内部に様々な溶液を封入可能な袋状の分子集合体「ジャイアントベシクル」の内部に、照射された紫外線の方向に自ら動く「走光性油滴」を封入し、この油滴の作用によってベシクル全体が能動的に駆動する「動くベシクル」の構築を目指した研究を進めている。研究二年目となる２０２２年度は、走光性油滴を封入したベシクルに紫外線を照射した際に見られるダイナミクスに関する予備的研究を行った。昨年度報告した方法で調整した、走光性油滴を内封するジャイアントベシクルを、顕微鏡観察用のプレパラートに封入し、顕微鏡ステージ上で側方からの紫外線を照射したときの変化を、位相差顕微鏡によりリアルタイム観察した。その結果、本研究の目的であるベシクルの駆動も観測されたが、それ以外に、ベシクルの破裂や、変形と言った、当初予測しなかったダイナミクスもあわせて観測された。また、顕著な変化を示さないベシクルも見られた。このようなダイナミクスの多様性を理解するために、ベシクル膜の表面電荷に着目した。ベシクル膜表面のアニオン性が低下すると共に、変化が起こる頻度は増大するが、それと同時に破裂が起こる頻度も増大した。このことから、目的とするダイナミクスを実現するには、ベシクル膜へのオレイン酸供給制御が重要であるとの知見を得た。また、昨年度に引き続き、ガラス表面に付着した走光性油滴による水相の駆動に関する研究も進め、水相に分散した微粒子を、油滴の効果によって動かせることを確認した。これは、機構は違うものの、本研究の目的の方向性と一致しており、あわせて研究を進めていきたい。