生体分子表面・界面の電位分布をナノスケール計測する液中AFMの開拓

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本研究では、これまで独自開発を行ってきた原子間力顕微鏡ベースの液中電位計測技術である液中オープンループ電位顕微鏡（OL-EPM）を初めて生体分子の計測へと応用する。それに伴い、生体分子計測時の電位可視化原理・電位値の定量性・探針状態の影響など理解できていない面や解決すべき課題が複数ある。本研究期間の目的では、生体膜の基本構造である脂質二重層膜を基本試料として電位計測を行い、本技術が生体分子計測へと応用可能であることを実験的に示すこと、加えて電位可視化メカニズムを解明することである。本年度では、まずOL-EPM計測を行うための基盤技術の確立を行った。具体的には、支持脂質二重層膜（SLB）を導電性基板上へと展開する手法と柔らかく高周波な超小型カンチレバーの利用プロトコルの開発を行った。それらを用いて有電荷SLBの表面をOL-EPMで電位計測することを試みた。これら開発した基板作製プロトコルにより、DOEPC・DOPGと呼ばれる正・負電荷脂質をそれぞれ導電性基板上へ展開し、超小型カンチレバーを用いてOL-EPM計測を行った。各有電荷脂質の測定結果は、それぞれ基準となる基板よりも電位が高い、低いといった各脂質で異なる電位傾向を示した。得られた結果は、脂質頭部の電荷を強く反映した電位と解釈しているが、その電位可視化原理の解釈や、SLBが絶縁膜であるにも関わらずOL-EPMで電位計測できる理由などについては不明である。これらについては次年度で詳細に探っていく必要がある。