白血球の免疫機構に学ぶ血流内DDS用マイクロカプセル推進機構の開発

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本研究においては,駆動力が界面張力勾配のみが働く水溶液中下で,濃度勾配を実験的に変化させて,顕微鏡を用いた白血球粒子移動の観察と原子力間顕微鏡による働く力の計測を行い,界面張力勾配による白血球運動機構の解明を行うことを目的とする.白血球運動の速度に関しては,(1)白血球が一定の溶液中において濃度勾配を受けて移動するときの界面張力のみによる速度(2)重力や自由表面の影響による溶液中の対流から生じる速度,の2つが挙げられるが,このうち(1)についての速度を測定する.そのため,倒立顕微鏡に取り付けられたCCDカメラを用いて,液体中に分散している白血球にサイトカインを滴下したときの挙動を観察しその速度を計測し,滴下したときの濃度勾配をCFDにより予測し,これらの結果から総合的に界面張力の濃度依存を調べる.これらから,白血球膜の濃度による依存性について調べることができる.また,一方で,これらの速度計測から推定される白血球にはたらく力を原子間力顕微鏡によって測定する.本年度の成果としては,白血球膜上でのサイトカインの輸送機構の解明を可視化を中心とした界面機構と拡散機構のモデル化とCFDによる解析ならびに実験結果との対比を行った.その結果,白血球が活性化している状態では,濃度勾配に比例する力が発生し,その向きは,白血球膜の濃度と界面張力の関係が負の相関関係(界面張力が濃度に対して負の勾配)を持つときに,高濃度側に異動することがわかった.