生体機能類似膜の作製とオプティカルセンサーへの応用

类似生物功能膜的制备及其在光学传感器中的应用

• 批准号: 08740568
• 负责人: 南 尚嗣
• 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-08740568/
• 关键词: 生体機能類似膜; オプティカルセンサー

生体膜は物質の認識と情報変換を担う場であり,化学センサー開発の観点からも興味深い機能性膜である。これまで脂質二分子膜に基づく電気化学センサーに関する研究を行ってきたが,物質の認識を電気シグナルに変換する故に,電気的なノイズを受け易い事等感度及び正確さの点での問題点が明らかになった。もしオプティカルに情報変換をしうるならば上述の問題点は解決され,また吸光・蛍光・スペクトル等の情報が同時に得られる新規な化学センサーになりうる。そこで本研究では,生体機能類似膜の作製とオプティカルなセンシングとの組み合わせが可能なのか,物質の認識をオプティカルに情報変換をしうるのか等,新しいタイプの化学センサー開発の為の基礎的な知見を得ることを目的として検討を行った。生体機能類似膜としては,生体膜と同様に脂質二分子膜構造をとる1枚膜リポソームを用いて実験を行った。リポソームは,卵黄ホスファチジルコリン,コレステロール,そしてバリノマイシン等のイオノフォアとカルボシアニン系膜電位感受性色素等の蛍光プローブを混合した状態より作製した。このリポソームが分析目的イオン(カリウムイオン)に対してオプティカルな応答をするかどうかを検討した結果,分析目的イオン濃度の増加に従い蛍光強度が減少することが示された。また,分析目的イオン以外にはほとんど応答せず,イオノフォアが有する選択性の発現も確認された。従って,脂質二分子膜中のイオノフォアと分析目的イオンとの選択的な錯形成によって生起した膜電位を,膜中に包埋された蛍光プローブによってオプティカルに情報変換しうることが明らかになった。この現象はビスクラウンエーテル等の他のイオノフォアやメロシアニン等の他の蛍光プローブを包埋したりリポソームでも得られた事より,生体機能類似膜に基づくオプティカルセンサーの可能性が確認できた。

Bio-Mmbrane是负责物质识别和信息转换的地方，从化学传感器开发的角度来看，它是一个有趣的功能膜。到目前为止，已经对基于脂质双层膜的电化学传感器进行了研究，敏感性和准确性的问题已经被阐明，因为它们易受电噪声，因为它们将材料识别转换为电信号。如果可以通过光学转换信息，则可以解决上述问题，并且它也可以是一种新型的化学传感器，可以同时获得信息，例如吸收，荧光，光谱等。因此，本研究研究了新型化学传感器的基本知识，例如是否可以将材料型材料识别为可以识别的材料，以及是否可以将型号的材料与材料相结合，以及是否可以将型号识别为材料，以及是否可以转化，以及是否可以将型号转换为型号，以及是否可以将其与材料相结合。使用具有脂质双层结构与生物膜相似的单膜脂质体进行实验。通过将诸如蛋黄磷脂酰胆碱，胆固醇和val霉素与荧光探针（例如基于碳糖苷的膜膜势敏感染料）混合，制备脂质体。我们研究了该脂质体是否对分析离子（钾离子）具有光学响应，并发现随着分析离子的浓度增加，荧光强度会降低。此外，已经证实，除了分析靶标以外，对任何离子几乎没有任何反应，并且观察到离子载体所具有的选择性的表达。因此，已经揭示了通过在脂质双层和离子中选择性络合离子载产生的膜电位，可以通过嵌入膜中的荧光探针将其光学转化。这种现象是通过嵌入其他离子载体（例如双子醚和其他荧光探针）（例如蛋白酶和脂质体）以及基于生物功能样膜的光学传感器的可能性来证实的。