膜と粒子のソフトマター複合系における創発ダイナミクス

膜和颗粒软物质复杂系统中的涌现动力学

• 批准号: 20K05447
• 负责人: 濱田 勉
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05447/
• 关键词: ソフトマター; リポソーム; 相分離; 非平衡ダイナミクス; 脂質膜

コロイド粒子が結合したベシクルのダイナミクスについて研究を進めた。ベシクル膜へのコロイド粒子の吸着度合いは、デバイ長（静電相互作用）により制御できることを示した。また、ベシクルの変形は、主に浸透圧の印加により誘導した。ベシクルは、出芽等の特徴的な変形ダイナミクスを示し、コロイド粒子の分布との相関データを取得した。ベシクル変形およびコロイド吸着の実験条件を変化させ、ダイナミクス観察に最適なシステムを構築できた。今後、温度コントローラーを使った変形実験との対比などを進め、成果をまとめる予定である。せん断流れ場における、ベシクルの非平衡ダイナミクスについて研究を進めた。飽和脂質（高相転移温度）、不飽和脂質（低相転移温度）、コレステロールから成る３成分ベシクルを使って、膜上に相分離構造を形成させた。膜成分であるコレステロール量に依存して、せん断流が誘起する相分離パターンが変化することを、相図を構築することによって示した。具体的には、ベシクル面上に発生する流れ渦中心への相分離ドメインの局在現象を見出し、局在の様子がスポット型からストライプ型に変化することを報告した。また、温度変化によるドメイン成長に注目して、せん断流の有無による影響を明らかにし、Cahn-Hilliard型の自由エネルギーを基にした数値シミュレーションによる再現に成功した。これらの結果をまとめた論文が、Soft Matter誌に掲載された。

コ ロ イ ド particle が combining し た ベ シ ク ル の ダ イ ナ ミ ク ス に つ い を て research into め た. ベ シ ク ル membrane へ の コ ロ イ ド particle の sorption degree or い は, デ バ イ long (electrostatic interaction) に よ り suppression で き る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0, ベシ, ベシ, <s:1>, <s:1>, transformation, main に, infiltration, compression, <s:1>, Inca によ,, induction, た. ベ シ ク ル は, budding の of 徴 な - shaped ダ イ ナ ミ ク ス を し, コ ロ イ ド particle distribution と の の phase masato デ ー タ を obtain し た. ベ シ ク ル - shaped お よ び コ ロ イ ド sorption の be を 験 conditions - the さ せ, ダ イ ナ ミ ク ス 観 examine に optimum な シ ス テ ム を build で き た. In the future, temperature コ ン ト ロ ー ラ ー を make っ た - shape be 験 と の than な seaborne ど を into め, results を ま と め る designated で あ る. せ ん cut-out れ field に お け る, ベ シ ク ル の non-equilibrium ダ イ ナ ミ ク ス に つ い を て research into め た. Saturated lipid moving phase planning (high temperature), unsaturated lipid move phase planning (low temperature), コ レ ス テ ロ ー ル か ら into る 3 ingredients ベ シ ク ル を make っ て, membrane separating the に tectonic を formation さ せ た. Membrane composition で あ る コ レ ス テ ロ ー ル quantity に dependent し て, せ ん cut-out が induced す る phase separation パ タ ー ン が variations change す る こ と を, phase 図 を build す る こ と に よ っ て in し た. On specific に は, ベ シ ク ル に 発 raw す れ る flow vortex center へ の phase separation ド メ イ ン の in phenomenon を し, innings in の others child が ス ポ ッ ト type か ら ス ト ラ イ プ type に variations change す る こ と を report し た. ま た, temperature variations に よ る ド メ イ ン growth に attention し て, せ ん cut-out の presence of に よ る influence を Ming ら か に し type, Cahn Hilliard の free エ ネ ル ギ ー を base に し た the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ る reappearance に successful し た. The results are published in をまとめた papers が and Soft Matter に.

项目成果

せん断流れ場が誘起する脂質ベシクルの相分離パターン

剪切流场诱导的脂质囊泡的相分离模式

• 发表时间: 2023
• 作者: 濱田勉;水野志野;北畑裕之
• 通讯作者: 北畑裕之

細胞サイズ膜小胞の動態解析

细胞大小膜囊泡的动态分析

• 发表时间: 2020
• 作者: Maekawa M.;Wada K.;Miyashita A.;Kawasuso A.;濱田勉
• 通讯作者: 濱田勉

Domain dynamics of phase-separated lipid membranes under shear flow

• DOI: 10.1039/d2sm00825d
• 发表时间: 2022-11-24
• 期刊: SOFT MATTER
• 影响因子: 3.4
• 作者: Hamada, Tsutomu;Mizuno, Shino;Kitahata, Hiroyuki
• 通讯作者: Kitahata, Hiroyuki

脂質2分子膜の力学応答-浸透圧膨張ストレスと相分離挙動-

脂质双层膜的机械响应-渗透膨胀应力和相分离行为-

• 发表时间: 2022
• 期刊: C＆I Commun
• 作者: Natsumi Fukaya;Soichiro Ogi;Hikaru Sotome;Kazuhiro Fujimoto;Takeshi Yanai;Nils Baumer;Gustavo Fernandez;Hiroshi Miyasaka;Shigehiro Yamaguchi;濱田 勉
• 通讯作者: 濱田 勉