Dynamic Manipulation of Molecules Embedded within Artificial Cell Membrane Supported on Solid Surface

固体表面支持的人造细胞膜内嵌入分子的动态操纵

• 批准号: 20310076
• 负责人: FURUKAWA Kazuaki
• 金额: $ 9.4万
• 依托单位: NTT Basic Research Laboratories
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20310076/
• 关键词: マイクロ化学システム; 脂質二分子膜; 分子操作; 人工細胞膜; 支持膜; 動的分子操作; バイオインターフェース; 単一分子; 分子ゲート; 人工生体膜

In this project, we aimed at establishing the technique for manipulating molecule(s) embedded within a supported lipid bilayer (SLB) using electric field locally applied to the bilayer. The supported lipid bilayer at solid-liquid interface maintains the lateral diffusion characteristics, thus can be regarded as a 2-dimensional molecule system for the embedded molecule(s). We reached to the following two significant achievements. (1) We have successfully formed the gradation of dye-conjugated lipid molecules within SLB using the solid substrate equipping the buried electrodes. This means that the force induced by the electric field overcomes the Brownian motion in the bilayer. (2) We have successfully controlled the self-spreading by switching on and off the voltage supplied to a pair of electrodes with nanogap distance. This means that the trapping force of molecules by an electric field at the nanogap position overcomes the energy for driving self-spreading. By using the nanogap as "molecule gate", we have achieved the dynamic control of the macroscopic structure of self-spreading lipid bilayer.

在这个项目中，我们旨在建立使用局部应用于双层的电场，以操纵嵌入的脂质双层（SLB）中的分子技术。固液界面处的受支持的脂质双层维持侧向扩散特性，因此可以被视为嵌入式分子（S）的二维分子系统。我们达到了以下两个重大成就。 （1）我们使用装备埋入电极的固体底物成功地形成了SLB中染料偶联的脂质分子的等级。这意味着电场诱导的力克服了双层中的布朗运动。 （2）我们通过打开和关闭提供给纳米摄体距离的一对电极的电压成功控制了自我启动。这意味着，纳米摄氏度位置的电场通过电场的捕获力克服了驱动自我膨胀的能量。通过将纳米含量用作“分子门”，我们已经实现了自我膨胀脂质双层宏观结构的动态控制。

项目成果

-Assembly of Gold Nanorods Induced by Intermolecular Interactions of Surface-Anchored Lipids

-表面锚定脂质的分子间相互作用诱导金纳米棒的组装

• 发表时间: 2008
• 期刊: Langmuir 24
• 作者: Hiroshi Nakashima;Kazuaki Furukawa;Yoshiaki Kashimura;Keiichi Torimitsu.
• 通讯作者: Keiichi Torimitsu.

外部電場による脂質二分子膜の自発展開制御(2)

外部电场控制脂质双层膜自发展开 (2)

• 发表时间: 2011
• 作者: 樫村吉晃;古川一暁;鳥光慶一
• 通讯作者: 鳥光慶一

外部電場による脂質二分子膜の自発展開制御

外电场控制脂质双层膜自发展开

• 发表时间: 2010
• 作者: 樫村吉晃;古川一暁;鳥光慶一
• 通讯作者: 鳥光慶一

Control of Supported Lipid Bilayer Self-Spreading through Nanogap by Local Electric Field

局域电场通过纳米间隙控制支撑脂质双层自铺展

• 发表时间: 2010
• 作者: Y.Kashimura;K.Furukawa;K.Torimitsu
• 通讯作者: K.Torimitsu

人工生体膜を分子の輸送に用いるマイクロ流路デバイス

使用人造生物膜传输分子的微流体装置

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本物理学会誌 63
• 作者: 武田元博;権田幸祐;大内憲明;古川一暁
• 通讯作者: 古川一暁