ベシクルを用いた超並列サスペンジョン型反応場の構築

利用囊泡构建大规模并行悬浮式反应场

• 批准号: 09J00576
• 负责人: 佐伯 大輔
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00576/
• 关键词: 小胞型マイクロリアクター; W/O/Wエマルション; マイクロカプセル; マイクロ流体デバイス; 無細胞タンパク質合成; W; O; Wエマルション

本研究では、ベシクルなどの微小小胞を反応場として捉え、サスペンジョン中の微小小胞内部の閉鎖空間において、酵素反応などの生化学反応を超並列的に進めることのできる反応場の構築を行った。昨年度はwater-in-oil-water(W/O/W)液滴の崩壊を利用し、アルギン酸とポリエチレンイミンのポリイオンコンプレックス(PIC)膜により構成されるマイクロカプセルの作製を行った。カプセルを反応場として用いるには、酵素などの高分子は小胞内部に保持され、基質などの低分子は小胞外から内部へ供給されるように物質透過性を制御する必要がある。本年度はまず、カプセルへの物質内包化、及びカプセルを構成するPIC膜の物質透過性の評価を行った。その結果、カプセル内へ固体粒子などを均一に内包化できた。また、カプセルのPIC膜は、低分子は透過する一方で、固体粒子や分子量一万以上の高分子はカプセル内に保持される、分子量に応じた選択的物質透過性を有することが分かった。次に、こうして作製した半透性マイクロカプセルを反応場とし、超並列サスペンジョン型反応場としての実証実験を行った。モデル系として無細胞タンパク質合成系を用い、カプセル内へのマイクロコンパートメント化を試みた。テンプレートDNAおよび無細胞タンパク質合成に関与する酵素等を半透性マイクロカプセル内へ分注し、半透膜を通じて核酸やアミノ酸などの基質分子の供給を行った。その結果、カプセル内において活性を有するタンパク質が合成された。テンプレートDNAを限界希釈することで、各々のカプセルにおいて、独立かつ並列的にタンパク質合成を行うこともできた。本研究の成果により、反応器の超並列的な操作が可能なサスペンジョン型反応システムの実現に関して重要な知見が得られた。

This study で は, ベ シ ク ル な ど の small vesicular を game against 応 と し て catch え, サ ス ペ ン ジ ョ ン の tiny small cell internal の atresia space に お い て, enzyme 応 な ど の biochemistry anti 応 を super parallel に into め る こ と の で き る game against 応 の line build を っ た. Yesterday's annual は water - in - oil - water (W/O/W) droplets の collapse 壊 を using し, ア ル ギ ン acid と ポ リ エ チ レ ン イ ミ ン の ポ リ イ オ ン コ ン プ レ ッ ク ス (PIC) film に よ り constitute さ れ る マ イ ク ロ カ プ セ ル の cropping を line っ た. カ プ セ ル を game against 応 と し て in い る に は, enzyme な ど の polymer は vesicular internal に keep さ れ, matrix な ど の low molecular は small extracellular か ら internal へ supply さ れ る よ う に material through sexual を suppression す る necessary が あ る. This year, the assessment of the permeability of <s:1> substances constituting するPIC membranes, including まず まず, カプセ カプセ へ へ へ, and びカプセ びカプセ を を, was conducted 価を. The そ そ result, the へ solid particles in the カプセ カプセ な な を を are uniformly encapsulated in に で た た た. ま た, カ プ セ ル の PIC membrane は, low molecular は through す る side で や above ten thousand の polymer molecular weight, solid particles は カ プ セ ル に keep within さ れ る, molecular weight に 応 じ た sentaku material through sexual を have す る こ と が points か っ た. に, こ う し て cropping し た half permeability マ イ ク ロ カ プ セ ル を game against 応 と し, super parallel サ ス ペ ン ジ ョ ン type anti 応 field と し て の be card be 験 を line っ た. モ デ ル department と し て cell free タ ン パ ク qualitative GeChengXi を い, カ プ セ ル within へ の マ イ ク ロ コ ン パ ー ト メ ン ト change を try み た. テ ン プ レ ー ト DNA お よ び cell free タ ン パ ク quality synthetic に masato and す る enzymes such as を half permeability マ イ ク ロ カ プ セ ル へ note し, within a semipermeable membrane を tong じ て nucleic acid や ア ミ ノ acid な ど の matrix molecules の supply line を っ た. Within そ の results, カ プ セ ル に お い て active を have す る タ ン パ ク qualitative が synthetic さ れ た. テ ン プ レ ー ト DNA を limit when 釈 す る こ と で, various 々 の カ プ セ ル に お い て, independent か つ coordinate に タ ン パ ク line quality synthetic を う こ と も で き た. This study achievements of の に よ り, anti 応 の super parallel な が operation may な サ ス ペ ン ジ ョ ン type anti 応 シ ス テ ム の be presently に masato し て important な know see が ら れ た.

项目成果

Preparation of Monodisperse Microparticles from W/O/W Droplets

由 W/O/W 液滴制备单分散微粒

• 发表时间: 2010
• 作者: Kamikawa R;Masuda I;Ueda m;Oyama K;Yoshimatsu S;Inagaki Y;Sako Y.;柴田茂;Toshiaki Matsuura;柴田茂;松浦敏晋;柴田茂;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;Daisuke Saeki;D.Saeki;守野正人;佐伯大輔;守野正人;佐伯大輔;守野正人;佐伯大輔
• 通讯作者: 佐伯大輔

Preparation of calcium alginate microbeads from water-in-oil-in-water droplets with ultra-thin oil phase layer

超薄油相层水包油包水液滴制备海藻酸钙微珠

• 发表时间: 2009
• 作者: Emi Minamitani;Hiroshi Nakanishi;Wilson Agerico Dino;Hideaki Kasai;佐伯大輔
• 通讯作者: 佐伯大輔

半透性マイクロカプセルを用いた無細胞タンパク質合成系のマイクロコンパートメント化

使用半透性微胶囊对无细胞蛋白质合成系统进行微区室化

• 发表时间: 2011
• 作者: Kamikawa R;Masuda I;Ueda m;Oyama K;Yoshimatsu S;Inagaki Y;Sako Y.;柴田茂;Toshiaki Matsuura;柴田茂;松浦敏晋;柴田茂;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;Daisuke Saeki;D.Saeki;守野正人;佐伯大輔
• 通讯作者: 佐伯大輔

Formation of monodisperse calcium alginate microbeads by rupture of water-in-oil-in-water droplets with an ultra-thin oil phase layer

• DOI: 10.1039/c003918g
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: LAB ON A CHIP
• 影响因子: 6.1
• 作者: Saeki, Daisuke;Sugiura, Shinji;Ichikawa, Sosaku
• 通讯作者: Ichikawa, Sosaku

Microfluidic preparation of water-in-oil-in-water emulsions with an ultra-thin oil phase layer

超薄油相层水包油包水乳液的微流控制备

• 发表时间: 2010
• 期刊: Lab on a Chip 10
• 作者: Kamikawa R;Masuda I;Ueda m;Oyama K;Yoshimatsu S;Inagaki Y;Sako Y.;柴田茂;Toshiaki Matsuura;柴田茂;松浦敏晋;柴田茂;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;守野正人;松浦敏晋;松浦敏晋;守野正人;Daisuke Saeki;D.Saeki
• 通讯作者: D.Saeki