ナノポアトラップ法を利用したナノキャリアの電気的捕捉と融合による微小反応場の創出

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H28年度は、ナノポアを利用した1粒子レベルでのリポソーム捕捉の原理実証を行った。試料として粒径を揃えた荷電リポソームの調製を行い、計測デバイスとしてこの粒径より小さな直径のナノスケールの細孔(ポア)をSiN膜上に作製した。ポアでのみ接する2つの流路の片方に緩衝液、もう一方にはリポソーム分散液を導入し、電気泳動条件下でポアを流れるイオン電流を計測した。その結果、1粒子の電気的捕捉に伴うイオン電流の急峻な低下と、逆バイアスの印加による脱離が確認された。さらに、捕捉時においても一定の電流が流れていたことから、リポソームはポアを完全に塞いではおらず、電気泳動力とポア壁面での電気浸透流の抗力のバランスにより浮遊していることが示唆された。一方で、電流シグナルをポリスチレン標準微粒子と比較したところ、捕捉直後に形状変化由来と考えられる揺らぎが確認された。これによりナノポアによる1粒子レベルでのリポソームの電気的捕捉/脱離を実証するとともに、イオン電流変化を通した形状変化の評価への応用可能性を示した。加えて、各流路に、正、負の電荷を持ったそれぞれのリポソームを導入することで、単一リポソームの場合とは異なる多段階の電流変化が観測された。これらはポア両面における両リポソームの捕捉と融合にそれぞれ対応していると考えられ、本研究の目的であるナノポアにおける荷電リポソームの捕捉と融合による微小反応場創出が達成できたと考えられる。