化学センサー感応膜としての寒天支持型脂質二分子膜のin situ表面観察

作为化学传感器敏感膜的琼脂支持的脂质双层膜的原位表面观察

• 批准号: 08740569
• 负责人: 宇都 正幸
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740569/
• 关键词: 化学センサー; 感応膜; 脂質二分子膜; 膜面積

これまでの研究で,支持電解質を含む寒天上に人工の脂質二分子膜を形成し,膜に包埋した有機試薬と金属イオンとの錯形成による膜のイオン透過性変化を観測できることを明らかにしてきたが,データのバラツキが大きいという問題点があった.これは,形成した人工脂質二分子膜の膜面積を正確に把握できていなかったためであり,膜のイオン透過性変化を電気化学的に計測しながら膜表面を観察し,面積を測定することを試みた.直径0.1〜0.2mmの脂質膜を観察するための顕微鏡(オリンパス:実体顕微鏡SZ-60,本研究費で購入),光源部(現有設備)とデータ記録のためのCCDカメラ装置(島津:CCD-S1),モニター(ソニー:KV-21GP2),ビデオ記録装置(ソニー:WV-H3NTSC)(本研究費で購入)を組み合わせ,寒天支持型脂質二分子膜の形成を行い,画像データとして記録することに成功した.脂質/ヘキサン溶液を展開したテフロン膜表面は光の干渉により虹色の輝きを持ち,小孔は初めは鈍く光る明るいグレー色に見えた.時間の経過とともに小孔中に黒い部分が現れた.15分から30分で小孔中央部に小孔面積の約60%が黒膜化した部分と周囲の明るいグレー部分とが観察され,小孔中に二分子膜と脂質/ヘキサン溶液層が存在することが確認された.観察中に瞬時に小孔すべてが黒くなると同時に計測電流が一挙に増大する現象も観察された.これは,膜形成に失敗し小孔のイオン透過性が一挙に増大したためと考えられる.光学的観察を行いながら,脂質二分子膜を隔てて設置された電極間に流れる電流を計測し,膜のイオン透過性変化を観測することが可能となった.これによって単位面積あたりのイオン透過量を算出し,化学センサー感応膜としての脂質二分子膜の信号変換能を定量的に解析することができると期待できる.これらの成果の一部は日本分析化学会第58回討論会(平成9年5月)で発表予定である.

先前的研究表明，可以在含有支撑电解质的琼脂上形成人造脂质双层，并且由于嵌入膜和金属离子中的有机试剂的复杂形成，可以观察到膜的离子通透性的变化，但是数据很大。这是因为形成的人造脂质双层的膜面积没有准确握住，我们试图观察膜表面并测量该区域，同时电化学测量膜的离子渗透性。直径为0.1一个用于观察脂质膜的显微镜〜0.2mm（Olympus：STEREMICROSCOPES SZ-60，在该研究基金中购买），光源部分（当前设备）和用于数据记录的CCD摄像头设备（Shimazu：Shimazu：CCD-S1），Monitor（sony：sony：sony：kv-21gp2），并记录了一个视频，并录制了一个录制设备。在该研究基金中，合并以形成琼脂支持的脂质双层，并记录为图像数据。带有脂质/己烷溶液的Teflon膜桌子开发了表面，由于光线干扰，表面具有彩虹色的发光，并且毛孔最初看起来像是浅灰色，淡淡的颜色是暗淡且发光的。随着时间的流逝，黑色区域出现在毛孔中。在15至30分钟内，在毛孔的中心观察到了大约60％的毛孔变成黑色的一部分，周围有鲜灰色区域，并确认孔中有一个双层膜和脂质/己烷溶液层。在观察过程中，所有孔立即变成黑色，测量电流突然增加的现象。这未能形成薄膜，小毛孔在毛孔中。这被认为是因为离子渗透性立即增加。进行光学观察时，可以测量位于脂质双层膜之间的电极之间流动的电流，并观察膜的离子渗透性的变化。这允许计算单位面积的离子通透性量以及脂质双层膜作为化学传感器敏感膜的信号转换能力的定量分析。其中一些结果将在日本分析化学学会的第58个讨论中提出（1997年5月）。