Dynamics of interfacial biomolecules captured by liquid-gas transition

液-气转变捕获的界面生物分子的动力学

• 批准号: 21K03495
• 负责人: 田中 信行
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03495/
• 关键词: 液-気遷移; バイオ界面; 界面分子; 和周波発生分光法; ポリマー; 液－気遷移; 界面分子状態; 動特性評価; 細胞外マトリックス

本研究では、応募者らが独自に考案した濡れ性評価法である空気噴射液体排除法を応用し、液-気遷移によるバイオ界面分子の動特性評価を目的としている。生体高分子、ポリマーといったバイオ界面は、気中と液中で大きく濡れ性が変わることが多く、物性変化に起因して材料の機能性向上や劣化に直結するため、液-気遷移における物性評価は重要な課題である一方で、このような遷移を人為的に再現性よく引き起こすことが困難であった。独自手法の空気噴射液体排除法では気体噴射を精密に制御することにより、液-気遷移を精度良くマニピュレートできることから制御された実験を実現する上で意義深い。前年度の結果をふまえて、本年度は親水性の官能基と疎水性の官能基をそれぞれ側鎖にもつポリマー表面に対して、気体噴射液体排除法を適用すると共に、液中と気中それぞれの界面分子分光を実施した。界面分子分光法として、ヘテロダイン振動和周波発生分光法は、通常の和周波発生分光法の特徴である界面選択性に加えて、官能基の向きを決定することができる利点を有する。研究代表者の所属機関に設置されている装置を利用し、界面分子分光を実施した結果、気中で表出している疎水性官能基が液中ではみられなくなることを確認している。このことは気体噴射液体排除法において、液-気遷移によって表出する官能基を能動的にコントロールできることを示している。さらに、気体噴射液体排除法を行う際に動的に界面分子分光を実施するための実験装置構成について検討を行っている。

这项研究使用了申请人独立设计的一种润湿性评估方法，旨在通过液体空气过渡评估生物界面分子的动态特征。生物区域（例如生物聚合物和聚合物）通常在空气和液体中的润湿性发生很大变化，并且物理性能的变化直接导致由于物理特性而导致的功能和材料导致材料的恶化，因此在评估液体空气过渡过程中物理性能时，材料的变化是一个重要的问题，这是一个重要的问题，但它很难人工地导致此类过渡性。空气喷射液体消除方法的独特方法是精确控制气体注入，因此，实现受控的实验是有意义的，因为可以高精度来操纵液体空气过渡。基于上一年的结果，今年，将气体喷射液体消除方法应用于每个侧链的聚合物表面，每个侧链是疏水性和疏水性官能团的，并在液体和空气中进行了界面分子光谱。作为界面分子光谱法，杂化振荡总频率生成光谱具有一个优点，即除了界面选择性之外，这是常规总和频率产生光谱的特征，它还具有可以确定功能组方向的优势。使用在主要研究者机构安装的设备，我们进行了界面分子光谱法，结果证实，在空气中暴露的疏水官能团在液体中不再可见。这表明在气体消除方法中，可以主动控制由液体气体跃迁表达的官能团。此外，正在研究进行气体射血液消除方法时动态执行界面分子光谱的实验装置的构建。

项目成果

Polymer surface characterization by air-jet mediated wet/dry transition

通过喷气介导的湿/干转变表征聚合物表面

• 发表时间: 2021
• 作者: Nobuyuki Tanaka;Asako Sato;Nobuko Fujita;Aifang Han;Risa Katayama,Akikazu Matsumoto;Chie Kojima;Nasu Hiromitsu;Yoshihide Haruzono;Yo Tanaka
• 通讯作者: Yo Tanaka

培養細胞組織の界面物性評価に向けた細胞外マトリックス観察

细胞外基质观察评估培养细胞组织的界面特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中信行;佐藤麻子;藤田暢子;田中陽
• 通讯作者: 田中陽

Continuous 3D Particles Manipulation Based on Cooling Thermal Convection

• DOI: 10.1016/j.snb.2022.131511
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Sensors and Actuators B: Chemical
• 作者: Yigang Shen;Yapeng Yuan;Tao Tang;Nobutoshi Ota;N. Tanaka;Y. Hosokawa;Yaxiaer Yalikun;Yo Tanaka

Remoto monitoring of lab facilities by model-based machine learning

通过基于模型的机器学习远程监控实验室设施

• 发表时间: 2021
• 作者: Nobuyuki Tanaka;Asako Sato;Nobuko Fujita;Aifang Han;Yoshihide Haruzono;Yo Tanaka;Nobuyuki Tanaka
• 通讯作者: Nobuyuki Tanaka

Fluctuating-Interface

波动界面