100 nm空間を利用するナノ流体工学が進展し化学分析法の超高性能化が実現しつつある。一方、同スケールの細胞・小胞は既存の化学の方法ではできない多種多様な機能を有しており、構成要素である細胞膜は様々な分子の超高選択的輸送や濃度勾配を逆行する能動輸送など特異的な役割を担う。そこで、細胞膜をナノ流路に組込んだ新しい機能デバイスの創製に向けて、本研究では独自のナノ空間混相流体制御技術を活用した脂質二重膜組込法を開発した。部分疎水修飾したナノ流路を用いることで安定な平行二相流操作を実現し、これを用いることで2本の並行する深さ4000 nmの流路の境界に脂質二重膜を形成することに初めて成功した。
Nanofluidics utilizing 100 nm spaces has developed and realized analytical methods with ultra-high performances. On the other hand, cells and organelles with sizes similar to micro/nanospaces have various functions, which can not be realized by conventional chemical methods, and cellular membranes have specific roles such as ultra-high selective molecular transport and active transport opposite to the concentration gradient. Therefore, to create new functional devices by incorporating cellular membrane in nanochannels, this study developed a method to form lipid bilayer in nanochannel utilizing our multiphase fluid control technology. Utilizing a nanochannel with partial hydrophobic modification, stable manipulation of parallel two-phase flow was achieved. Based on this fluid operation, we succeeded in formation of lipid bilayer at an interface between two parallel channels with a 4000 nm depth for the first time.

研究種目 : 挑戦的研究 (萌芽)
研究期間 : 2019～2021
課題番号 : 19K21930
研究分野 : マイクロ・ナノ流体工学