電位誘起アバランシュ増幅を伴う膜の構築と高感度センシング系の開発

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本研究では、液液界面/エマルション・ベシクルをベースとして、分子補足→電位変化→ベシクルのなだれ的融合・透過→酵素放出→光検出と一つの刺激が堰を切ったようになだれ的に次段の過程を引き起こすアバランシュ型信号増幅のシステムの構築を目指し、そのための基礎研究として以下の実験を行なった。1.帯電粒子と帯電界面との相互作用の研究帯電した粒子と分極性油水界面との相互作用をより詳しく調べるために、蛍光ラベルされ負に帯電したラテックス粒子と分極性DCE/W界面との相互作用を全反射蛍光法で調べた。DCE相側が負に帯電しているときは粒子の界面への融合は無視できるほどであるが、DCE相側が正になる電位では、蛍光強度が増加することが認められた。電位ステップ直後の速い蛍光変化は粒子の界面への付着、その後の遅い変化は粒子のDCE相への溶解に対応すると考えられる。2.アバランシュ融合過程のモニターリングAerosol-OT(AOT,dioctyl sodium sulphosuccinate)を用い、分極性界面近傍にいくつかの方法でエマルションを形成し、融合条件を検討した。AOTをジクロルエタン(DCE)に溶解し、LiCl水溶液を接触させると、界面のDCE相側が徐々に白濁してくる。これは、W/O型のエマルションが形成されることによる。この状態で、DCE相から水相への正電荷の移動に対応するスパイク電流が観察された。スパイクの面積から見積もった電気量は、個々のエマルション粒子の移動によりものと比べ1000倍程度と大きく、アバランシュ型の移動であることがわかる。エマルション粒子の界面への融合過程を、EB-CCDカメラを装着した顕微鏡および実体顕微鏡で観察すると、電流スパイクに対応して、直径200μm程度の大きな液滴がDCE相からW相に移動することがわかった。