神経シナプス内グルタミン酸計測のためのin situナノセンサーの開発

开发用于测量神经突触中谷氨酸的原位纳米传感器

• 批准号: 19656010
• 负责人: 庭野 道夫
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656010/
• 关键词: 探針センサー; ナノセンサー; グルタミン酸; 神経シナプス; ナノバイオ

本研究では、ナノメートルスケールのグルタミン酸センサー構築のための基礎検討を目的としている。当初は、酵素グルタミン酸オキシダーゼに基づくセンサー設計を予定していたが、入手可能なグルタミン酸オキシダーゼにはグルタミナーゼが混入しており、脳内に高濃度に存在するグルタミンとの識別が困難であることが判明した。そこで感応素子としては、酵素に比べてより高感度かつ高速応答が見込めるグルタミン酸レセプターチャネルを用いることにした。昨年度は、感応素子のグルタミン酸レセプターのマトリクスとなる平面脂質二分子膜のナノ空間への作製とその安定化を行ったが、平成20年度は、実際に、ラット脳より抽出したグルタミン酸レセプターを膜中に包埋し、そのチャネル応答の記録を試みた。半導体微細加工技術を用いて作製したナノスケールの孔や、ポーラスアルミナナノ構造体中で脂質二分子膜の形成を行い、その中に抽出したグルタミン酸レセプターチャネルを包埋した。この膜のグルタミン酸応答を評価したところ、活性は見られたものの他のチャネルタンパクが混在しており、純度を高めるためのさらなる精製が必要であることが分かった。現在、その精製法について検討中である。また、安定化脂質二分子膜作成の基礎知見を得るために、表面赤外分光を用いた分光学的検討も行い、多重内部反射型赤外分光法(MIR-IRAS)を用いて、シリコン基板上のアガロース支持二分子膜を観察し、脂質溶液から自発的に脂質二分子膜が形成していく過程を、標識を用いることなくその場観察することに成功した(投稿中)。その他、シリコン基板表面上における種々の生体分子反応(DNAのハイブリダイゼーション、抗原抗体反応、細胞死)をMIR-IRASを用いて非標識でその場観察することに成功した。

This study aims to discuss the basic problems of the system construction. At the beginning, the enzyme was designed to be mixed into the enzyme, and the enzyme was difficult to identify when it was present in high concentrations. For example, the enzyme is more sensitive than the enzyme, and the enzyme is more sensitive than the enzyme. In the past year, the preparation and stabilization of the two-dimensional lipid membrane of sensorine-containing compounds were studied. In the past year, the preparation and stabilization of the two-dimensional lipid membrane of sensorine-containing compounds were studied. In the past year, the preparation and stabilization of the two-dimensional lipid membrane of sensorine-containing compounds were studied. Semiconductor microfabrication techniques are used to fabricate and encapsulate lipid bilayers in semiconductor structures This film is made of high purity, high purity and high purity. Now, the refinement method is in the middle of the discussion. The basic knowledge of stabilized lipid bilayer formation has been obtained. The application of surface infrared spectroscopy to spectroscopic research has been successfully carried out. The application of multiple internal reflection infrared spectroscopy (MIR-IRAS) to the detection of supported bilayer films on substrates. The formation process of lipid bilayer from lipid solutions has been successfully identified. MIR-IRAS successfully detects all kinds of biological molecular reactions (DNA, antigen, antibody, cell death) on the surface of the substrate.

项目成果

Ion Channel Sensors Based on Artificial Bilayer Lipid Membranes

基于人工双层脂质膜的离子通道传感器

• 发表时间: 2009
• 作者: A. Hirano-Iwata;K. Auto;T. Taira;Y. Kimura;M. Sugawara;and M. Niwano
• 通讯作者: and M. Niwano

In situ real-time monitoring of apoptosis on leukemia cells by surface infrared spectroscopy

表面红外光谱原位实时监测白血病细胞凋亡

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Appl. Phys. 105
• 作者: Ryo-taro Yamaguchi;Ayumi Hirano-Iwata;Yasuo Kimura;Michio Niwano;Ko-ichiro Miyamoto;Hiroko Isoda and Hitoshi Miyazaki
• 通讯作者: Hiroko Isoda and Hitoshi Miyazaki

In-situ infrared spectroscopic measurement of DNA molecules in a porous anodic alumina film

多孔阳极氧化铝薄膜中 DNA 分子的原位红外光谱测量

• 发表时间: 2008
• 作者: 石川靖彦;和田一実;R. Yamaguchi
• 通讯作者: R. Yamaguchi

In situ study of DNA Attachment and Hybridization at Silicon Surfaces by IR Absorption Spectroscopy

利用红外吸收光谱法对硅表面 DNA 附着和杂交进行原位研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. 47
• 作者: K. Ishibashi;他
• 通讯作者: 他

In situ Surface Infrared Study of DNA Hybridization on Au Island Films Evaporated on Silicon Surfaces

• DOI: 10.1143/jjap.48.04c186
• 发表时间: 2009-04
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kohki Tanaka;A. Hirano-Iwata;K. Miyamoto;Y. Kimura;M. Niwano