バイオミネラリゼーションの拡張による人工細胞膜上への機能性ナノ結晶コーティング

通过扩大生物矿化在人造细胞膜上涂覆功能性纳米晶体

• 批准号: 18750150
• 负责人: 橋詰 峰雄
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18750150/
• 关键词: ナノ材料; 生体材料; 有機-無機ナノハイブリッド; バイオミネラリゼーション; 無電解めっき; 人工細胞膜; 有機-無機ハイブリッド; セラソーム; ヒドロキシアパタイト; 擬似体液; ナノ結晶

本研究は、人工細胞膜の高次機能化を念頭におき、種々の無機ナノ物質を人工細胞膜(ベシクル)表面へ効率よく固定化する手法の開発を行うものであり、バイオミネラリゼーションに倣った水溶液中での無機結晶析出法を構造安定な有機-無機ハイブリッドベシクル「セラソーム」に適用することでその実現を目指すものである。これまで基板上に積層したセラソームに対して擬似体液中からヒドロキシアパタイトの結晶を析出させることに成功している。本年度は、以前より継続して行ってきた擬似体液中に孤立分散したセラソーム表面へのアパタイト析出についてその最適条件を明らかにし、さらにその成果を他の結晶析出系へ拡張することを目的とした。しかしながらアパタイト結晶の析出は強く示唆されたものの、溶液中で生成するセラソームーアパタイト複合体の構造制御、分散性の制御が予想以上に困難であり、コロイド粒子分散系における問題点が明らかとなった。そこで対象をアパタイトのような生体関連セラミックスに限定せず、「人工細胞膜への非有機化合物の表面ナノコーティング」というより広い視点から改善策について検討した。その結果、溶液からの精密な金属析出法として近年注目されている無電解めっき法を適用することで、セラソーム表面へのニッケルや軟磁性合金など、種々の金属や合金層の形成が可能であることが明らかとなった。当初の計画とは少し具体化の手法が変わったものの、ベシクル表面への無機、金属ナノ物質の表面修飾という観点から見れば大きな転機となる成果が得られた。今後より詳細な検討を進めることで、将来的にはバイオミネラリゼーションに倣った手法との融合により、複数種の無機ナノ結晶を人工細胞膜表面へ修飾するための一般的手法が確立できるものと期待される。

は this study, artificial membrane の high order function thought を に お き, kind of 々 の inorganic ナ ノ material を artificial membrane (ベ シ ク ル) surface へ sharper rate よ く immobilized す る gimmick の open 発 を line う も の で あ り, バ イ オ ミ ネ ラ リ ゼ ー シ ョ ン に imitation っ た in aqueous solution, で の inorganic crystals precipitation method を tectonic stability な organic - inorganic ハ イ ブ リ ッ ド ベ シ ク ル "Youdaoplaceholder0 セラソ ム" に applies to する とでそ とでそ <s:1> present を eye fingers す である である である である. こ れ ま で substrate に horizon し た セ ラ ソ ー ム に し seaborne て in quasi fluid か ら ヒ ド ロ キ シ ア パ タ イ ト の crystallization precipitation を さ せ る こ と に successful し て い る. は this year, before よ り 継 続 し て line っ て き た に isolated dispersed in quasi fluid し た セ ラ ソ ー ム surface へ の ア パ タ イ ト precipitation に つ い て そ の optimal condition を Ming ら か に し, さ ら に そ の results を he の crystallization precipitation へ company, zhang す る こ と を purpose と し た. し か し な が ら ア パ タ イ ト は strong precipitation crystallization の く in stopping さ れ た も の の, solution generated で す る セ ラ ソ ー ム ー ア パ タ イ ト complex の tectonic system, decentralized の suppression が difficult to think above に で あ り, コ ロ イ ド particle dispersion に お け る problem point が Ming ら か と な っ た. そ こ で like を seaborne ア パ タ イ ト の よ う な raw body masato even セ ラ ミ ッ ク ス に qualified せ ず, "artificial cell membrane へ の non-organic compounds の surface ナ ノ コ ー テ ィ ン グ" と い う よ り hiroo い viewpoints か ら improve policy に つ い て beg し 検 た. そ の results, solution か ら の precision な metal precipitation method と し て in recent years, attention さ れ て い る no electrolytic め っ き を applicable す る こ と で, セ ラ ソ ー ム surface へ の ニ ッ ケ ル や soft magnetic alloy な ど, kind of 々 の metal や alloy layer の may form が で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. の original plan と は し less specific の gimmick が - わ っ た も の の, ベ シ ク ル surface へ の inorganic, metal ナ の ノ material surface modification と い う 観 point か ら see れ ば big き な planning machine と な が る achievements have ら れ た. Beg を into future よ り detailed な 検 め る こ と で, future に は バ イ オ ミ ネ ラ リ ゼ ー シ ョ ン に imitation っ た gimmick と の fusion に よ り, plural kinds of inorganic ナ の ノ crystallization を へ artificial membrane surface modification す る た め の general gimmick が establish で き る も の と expect さ れ る.

项目成果

Magnetic Cerasome: Design of an Artificial Cell for Magnetic Manipulation

磁性陶瓷体：用于磁操纵的人造细胞的设计

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Ikeda;T. Hasegawa;M. Numata;K. Sugikawa;K. Sakurai;M. Fujiki;and S. Shinkai;沼田宗典;F.Gu;橋詰 峰雄;D.Minamida
• 通讯作者: D.Minamida

Metallosome: Novel Artificial Cell Membrane Covered with Ultrathin Metallic Layer

Metallosome：覆盖有超薄金属层的新型人造细胞膜

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Ikeda;T. Hasegawa;M. Numata;K. Sugikawa;K. Sakurai;M. Fujiki;and S. Shinkai;沼田宗典;F.Gu
• 通讯作者: F.Gu

細胞膜構造をもつ有機-無機-金属ナノハイブリッドの作製と機能

具有细胞膜结构的有机-无机-金属纳米杂化物的制备及其功能

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Ikeda;T. Hasegawa;M. Numata;K. Sugikawa;K. Sakurai;M. Fujiki;and S. Shinkai;沼田宗典;F.Gu;橋詰 峰雄
• 通讯作者: 橋詰 峰雄

Development of"Magnetic Cerasome"as an Artificial Cell with Magnetism

具有磁性的人造细胞“磁性陶瓷体”的研制

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Ikeda;T. Hasegawa;M. Numata;K. Sugikawa;K. Sakurai;M. Fujiki;and S. Shinkai;沼田宗典;F.Gu;橋詰 峰雄;D.Minamida;D.Minamida
• 通讯作者: D.Minamida