Name: 水/空気界面で疎水性有機分子をドープしたハイブリッド脂質膜の自己集合 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 28 s
Description: 学ぶ水/空気界面での自己集合による銅フタロシアニンをドープしたハイブリッド脂質膜の作製法。この簡便なプロトコルは複雑な装置を必要とせず、固体デバイスやセンサーへの応用が可能です。

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本研究は、日本科学技術庁のCRESTプログラム(JPMJCR14F3)と日本科学振興会の助成(19H00846、18K14120)によって支援されました。この研究の一部は東北大学電気通信研究所ナノエレクトロニクス・スピントロニクス研究所で行われました。

1. ハイブリッドソリューションの調製
<ol><li>4 mL の使い捨てガラスバイアルとスクリューキャップ(PTFE コーティングシール付き)を、蒸留水(ろ過システムで精製)で 10 分間超音波浴に洗浄し、次にエタノールとクロロホルムを洗います。ガラスバイアルとキャップを窒素ガスの流れで乾燥させます。</li>
	<li>嫌気性グローブボックスで、粉末状のCuPcをクロロホルムに溶解して、洗浄ガラスバイアルにCuPcストック溶液(10mg/mL)を調製します。</li>
	<li>CuPc溶液を0.2 μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜でフィルター処理します。</li>
	<li>ろ過した溶液を窒素で満たされた洗浄ガラスバイアルに保管し、バイアルをパラフィルムで密封します。</li>
	<li>購入した1,2-ジフィタノイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DPhPC)クロロホルム溶液(25mg/mL)を-80°C冷蔵庫から取り出し、室温まで温めます。</li>
	<li>2300 rpmで10 sの場合は、ボルテックスミキサーを使用してDPhPC溶液を攪拌します。</li>
	<li>クロロホルムでガラスマイクロ注射器を5回リンスします。</li>
	<li>DPhPCクロロホルム溶液200μLを洗浄したシリンジを使用して、あらかじめ洗浄されたガラスバイアルに移します。窒素の穏やかな流れとバイアル内の溶媒を蒸発させます。</li>
	<li>クロロホルムでガラスマイクロシリンジを5回リンスします。</li>
	<li>洗浄したシリンジを使用して、DPhPCでガラスバイアルに202.6 μLのクロロホルムを追加します。</li>
	<li>47.4 μLのろ過済10 mg/mL CuPc溶液をDPhPC溶液に加えます。CuPc に対する DPhPC のモル比は 10:1 である必要があります。</li>
	<li>クロロホルムでガラスマイクロシリンジを5回リンスします。</li>
	<li>250 μL のヘキサンをシリンジを使用して溶液に加えます。溶液の最終濃度は10mg/mLでなければなりません。</li>
	<li>2300 rpmで10sのボルテックスミキサーを使用して調製した溶液を混合する。</li>
	<li>CuPc溶液を0.2 μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜でフィルター処理します。</li>
	<li>ガラスバイアルをパラフィルムで密封します。窒素を入れたグリップ密封袋に入れ、グリップ密封袋を-20°Cの冷凍庫に入れます。 注:ステップ1.13の後、DPhPCとCuPcを混合溶媒に溶解し、クロロホルムとヘキサン(体積比1:1)で構成しました。また、CuPcに対するDPhPCのモル比は10:1に限定されない。脂質の一定濃度(10 mg/mL)を使用すると、異なるモル比を使用することができます。これまでの実験結果によれば、高品質のハイブリッド脂質膜を形成するためには10:1~3:1の範囲が好ましい。</li>
</ol>2. 水/空気界面でのハイブリッド膜の形成
<ol><li>SiウエハーからSi基板(3cm x 3cm)をカットします。</li>
	<li>精製水で10分間超音波浴中の3cm x 3cm Si基板を洗浄し、エタノールとクロロホルムを続けます。表面から吸着した有機材料を除去し、親水性を改善するために5分間、O2 プラズマでSi基板を処理します。</li>
	<li>内径7.5cmのテフロンビーカーを、精製水を3分間流して洗います。</li>
	<li>洗浄されたSi基板を洗浄されたPTFEビーカーに入れます。基板は水平に30°の角度で傾いています。</li>
	<li>Si基板全体が水没するまで、十分な量の精製水をテフロンビーカーに注ぎます。</li>
	<li>準備したハイブリッド溶液を冷凍庫から取り出し、室温まで温めます。</li>
	<li>2300 rpmで15sの渦ミキサーを使用してハイブリッド溶液を攪拌します。</li>
	<li>クロロホルムでガラスマイクロシリンジ(50μL)を5回リンスします。</li>
	<li>3~5 μLのハイブリッド溶液を水面に滴下し、シリンジを使用して浮遊ハイブリッド脂質膜を形成します。 注:溶液を落とすときは、水面に近い(1cm未満)液滴を保持することが重要です。また、単層ハイブリッド膜は肉眼では見えないが、多層ハイブリッド膜は薄く青色の膜として現れる。多層ハイブリッド膜をSi基板に転移させるためには、混合溶液をなるべくSi基材に近づけることが重要である。</li>
</ol>3. 膜をSi基板に移す
<ol><li>有機溶媒の蒸発後(2秒未満で)、ペリスタチックポンプで駆動されるゴムチューブを通して水を送り出して水位を3mm/minの速度で下げ、浮遊ハイブリッド膜をSi基板に移します。</li>
	<li>移送プロセスが完了したら(約5分)、Si基板をクリーンルームワイパーの上に置き、残留水のすべてを蒸発させます。 注:このような低い速度で水位を下げることは、水の乱流を最小限に抑え、膜を保護するのに役立ちます。</li>
</ol>

<ol><li>Israelachvili, J. N., Mitchell, D. J., Ninham, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+self-assembly+of+lipid+bilayers+and+vesicles%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+Et+Biophysica+Acta-Biomembranes%22%5BJournal%5D)">Theory of self-assembly of lipid bilayers and vesicles.</a> Biochimica Et Biophysica Acta-Biomembranes. 470 (2), 185-201 (1977).</li>
<li>Venable, R. M., Zhang, Y., Hardy, B. J., Pastor, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+dynamics+simulations+of+a+lipid+bilayer+and+of+hexadecane%3A+an+investigation+of+membrane+fluidity%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Molecular dynamics simulations of a lipid bilayer and of hexadecane: an investigation of membrane fluidity.</a> Science. 262 (5131), 223-226 (1993).</li>
<li>Ide, T., Ichikawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+artificial+lipid-bilayer+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">A novel method for artificial lipid-bilayer formation.</a> Biosensors and Bioelectronics. 21 (4), 672-677 (2005).</li>
<li>Funakoshi, K., Suzuki, H., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+bilayer+formation+by+contacting+monolayers+in+a+microfluidic+device+for+membrane+protein+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Lipid bilayer formation by contacting monolayers in a microfluidic device for membrane protein analysis.</a> Analytical Chemistry. 78 (24), 8169-8174 (2006).</li>
<li>Kongsuphol, P., Fang, K. B., Ding, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+bilayer+technologies+in+ion+channel+recordings+and+their+potential+in+drug+screening+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">Lipid bilayer technologies in ion channel recordings and their potential in drug screening assay.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 185, 530-542 (2013).</li>
<li>Demarche, S., Sugihara, K., Zambelli, T., Tiefenauer, L., Voros, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+for+recording+reconstituted+ion+channels%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Techniques for recording reconstituted ion channels.</a> Analyst. 136 (6), 1077-1089 (2011).</li>
<li>Sakaguchi, N., Kimura, Y., Hirano-Iwata, A., Ogino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Au-nanoparticle-embedded+lipid+bilayer+membranes+supported+on+solid+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Au-nanoparticle-embedded lipid bilayer membranes supported on solid substrates.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 121 (17), 4474-4481 (2017).</li>
<li>Schulz, M., Olubummo, A., Binder, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+the+lipid+bilayer%3A+interaction+of+polymers+and+nanoparticles+with+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Beyond the lipid bilayer: interaction of polymers and nanoparticles with membranes.</a> Soft Matter. 8 (18), 4849-4864 (2012).</li>
<li>Wang, J., Wei, Y., Shi, X., Gao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+entry+of+graphene+nanosheets%3A+the+role+of+thickness%2C+oxidation+and+surface+adsorption%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Cellular entry of graphene nanosheets: the role of thickness, oxidation and surface adsorption.</a> RSC Advances. 3 (36), 15776-15782 (2013).</li>
<li>Vögele, M., Köfinger, J., Hummer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+dynamics+simulations+of+carbon+nanotube+porins+in+lipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22Faraday+Discussions%22%5BJournal%5D)">Molecular dynamics simulations of carbon nanotube porins in lipid bilayers.</a> Faraday Discussions. 209, 341-358 (2018).</li>
<li>Kanomata, K., Deguchi, T., Ma, T., Haseyama, T., Miura, M., Yamaura, D., Tadaki, D., Niwano, M., Hirano-Iwata, A., Hirose, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photomodulation+of+electrical+conductivity+of+a+PCBM-doped+free-standing+lipid+bilayer+in+buffer+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electroanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Photomodulation of electrical conductivity of a PCBM-doped free-standing lipid bilayer in buffer solution.</a> Journal of Electroanalytical Chemistry. 832, 55-58 (2019).</li>
<li>Barnoud, J., Rossi, G., Monticelli, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+Membranes+as+Solvents+for+Carbon+Nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Lipid Membranes as Solvents for Carbon Nanoparticles.</a> Physical Review Letters. 112, 068102(2014).</li>
<li>Dichello, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+liposomes+containing+small+gold+nanoparticles+using+electrostatic+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Preparation of liposomes containing small gold nanoparticles using electrostatic interactions.</a> European Journal of Pharmaceutical Sciences. 105, 55-63 (2017).</li>
<li>Sullivan, P., Heutz, S., Schultes, S. M., Jones, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+codeposition+on+the+performance+of+CuPc%E2%88%92C60+heterojunction+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Influence of codeposition on the performance of CuPc−C60 heterojunction photovoltaic devices.</a> Applied Physics Letters. 84 (7), 1210-1212 (2004).</li>
<li>Miyata, T., Kawaguchi, S., Ishii, M., Minami, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+sensitivity+chlorine+gas+sensors+using+Cu%E2%88%92phthalocyanine+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">High sensitivity chlorine gas sensors using Cu−phthalocyanine thin films.</a> Thin Solid Films. 425 (1-2), 255-259 (2003).</li>
<li>Barrena, E., de Oteyza, D. G., Dosch, H., Wakayama, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+supramolecular+self-assembly+of+binary+organic+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">2D supramolecular self-assembly of binary organic monolayers.</a> ChemPhysChem. 8 (13), 1915-1918 (2007).</li>
<li>Xiao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface-induced+orientation+control+of+CuPc+molecules+for+the+epitaxial+growth+of+highly+ordered+organic+crystals+on+graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Surface-induced orientation control of CuPc molecules for the epitaxial growth of highly ordered organic crystals on graphene.</a> Journal of the American Chemical Society. 135 (9), 3680-3687 (2013).</li>
<li>Feng, X., Ma, T., Yamaura, D., Tadaki, D., Hirano-Iwata, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+and+characterization+of+air-stable+lipid+bilayer+membranes+incorporated+with+phthalocyanine+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Formation and characterization of air-stable lipid bilayer membranes incorporated with phthalocyanine molecules.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 123 (30), 6515-6520 (2019).</li>
<li>Wu, Y., He, K., Ludtke, S. J., Huang, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+diffraction+study+of+lipid+bilayer+membranes+interacting+with+amphiphilic+helical+peptides%3A+diphytanoyl+phosphatidylcholine+with+alamethicin+at+low+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">X-ray diffraction study of lipid bilayer membranes interacting with amphiphilic helical peptides: diphytanoyl phosphatidylcholine with alamethicin at low concentrations.</a> Biophysical Journal. 68 (6), 2361-2369 (1995).</li>
<li>Zaitseva, S. V., Bettini, S., Valli, L., Kolker, A. M., Borovkov, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atypical+film-forming+behavior+of+soluble+tetra-3-nitro-substituted+copper+phthalocyanine%5BTitle%5D)+AND+%22ChemPhysChem%22%5BJournal%5D)">Atypical film-forming behavior of soluble tetra-3-nitro-substituted copper phthalocyanine.</a> ChemPhysChem. 20 (3), 422-428 (2019).</li>
<li>Ghani, F., Gojzewski, H., Riegler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleation+and+growth+of+copper+phthalocyanine+aggregates+deposited+from+solution+on+planar+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Nucleation and growth of copper phthalocyanine aggregates deposited from solution on planar surfaces.</a> Applied Surface Science. 351, 969-976 (2015).</li>
</ol>

著者らは開示するものは何もない。

ハイブリッド膜の前駆体溶液では、純粋なクロロホルムではなく混合有機溶媒(クロロホルムとヘキサン)を用いて脂質とCuPcを溶解する。純粋なクロロホルムを使用する場合、前駆体溶液の密度は水よりも高くなります。そのため、水面に広がるのではなく、水の底に沈む可能性が高いです。前駆体溶液に低密度溶媒であるヘキサンを添加すると、溶液が水面に浮遊し、溶媒の蒸発後に均一なハイブリッド膜を形成することが保証されます。また、溶液が水面に接触した直後に、膜の広がりや有機溶媒による表面波が常に観測され、水の表面張力が変化する可能性もあることにも留意すべきである。ハイブリッド膜は極めて薄く壊れやすいので、小さな乱れは目に見える亀裂が形成されている膜の無傷性を損なうであろう。そのため、さらなる損傷を防ぐためには、膜の周りの気流を最小限に抑え、ハイブリッド膜の形成後の水の振動を避けることは非常に重要です。可能であれば、テフロンビーカーは振動分離テーブルの上に置く必要があります。
よく確立されたLangmuir-Blodgett(LB)法は、疎水性の尾部が空気に向いている間、脂質の親水性頭部が水に向いている水/空...

細胞膜の不可欠なフレームワークとして、細胞の内部は脂質二重層システムによって外装から分離される。このシステムは、親水性リン脂質から構成され、親水性リンエステル「ヘッド」と疎水性脂肪酸「尾」で構成されています。水性環境における脂質二重層の流動性と自己集合性が顕著に原因で、1,2、人工脂質二重層は、簡単な方法3、4を用いて形成することができる。イオンチャネル、膜受容体および酵素などの様々なタイプの膜タンパク質が人工脂質二重層に組み込まれ、細胞膜5,6の機能を模倣・研究している。最近では、脂質二重層がナノ材料(例えば、金属ナノ粒子、グラフェン、およびカーボンナノチューブ)を用いて、機能性ハイブリッド膜7、8、9、10、11、12、13を形成している。このようなハイブリッド膜を形成するために広く使用されている方法は、改変されたAuナノ粒子7またはカーボンナノチューブ11などの疎水性物質を含むドープ脂質小胞の形成を含み、その後、得られた小胞を平板支持脂質二重層に融合させる。しかし、このアプローチは複雑で時間がかかり、ハイブリッド膜の潜在的な用途は制限されます。
この研究では、脂質膜を有機分子でドープし、自己集合によって水/空気界面で形成されるハイブリッド脂質膜を作製した。このプロトコルには、混合溶液の調製、水/空気界面でのハイブリッド膜の形成、および膜をSi基板に伝達する3つのステップが含まれます。以前に報告された他のメソッドと比較すると、ここで説明する方法は単純であり、洗練されたインストルメンテーションを必要としません。この方法を用いると、より大きな面積を有する空気安定型ハイブリッド脂質膜を、より短時間で形成することができる。本研究で用いられるナノ材料は、半導体有機分子である銅(II)2,9,16,23-テトラ・テルトブチル-29H,31H-フタロシアニン(CuPc)であり、太陽電池、光検出器、ガスセンサーおよび触媒14を含む多くの用途で広く使用されている。CuPcは、平面構造を有する小有機分子であり、その疎水性特性に対するリン脂質デュオの「尾」に対する高い親和性を有する。他のグループは、CuPc分子が高度に順序付けられた構造16、17の形成と単結晶表面上で自己集合できることを報告している。したがって、CuPc分子が自己集合を通じて脂質二重層に組み込まれる可能性が高い。
膜形成に用いる手順の詳細な説明を提供し、この手順を円滑に実施するための提案を提供する。また、ハイブリッド脂質膜の提示結果を提示し、この方法の潜在的な応用について考察する。

<table><tbody><tr><td>クロロホルム</td><td>和光&nbsp;化学薬品</td><td>033-08631</td><td></td></tr><tr><td>CuPc</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>423165</td><td></td></tr><tr><td>DPhPc</td><td>Avanti Polar Lipids</td><td>850356C</td><td></td></tr><tr><td>スクリューキャップ付きガラスバイアル</td><td>日電理硝子有限公司</td><td>6-29801</td><td></td></tr><tr><td>ヘキサン</td><td>和光&nbsp;化学薬品</td><td>084-03421</td><td></td></tr><tr><td>メンブレンフィルター</td><td>Merck Millipore Ltd.</td><td></td><td></td>R8CA42836</tr>マイクロ<tr><td>シリンジ</td><td>ハミルトン</td><td>80530</td><td></td></tr><tr><td>蠕動ポンプ</td><td>東京理垣会</td><td></td><td></td>11914199</tr><tr><td>ボルテックスミキサー</td><td>サイエンティフィック・インダストリーズ・インク</td><td>SI-0286</td><td></td></tr></tbody></table>

水/空気界面で疎水性有機分子をドープしたハイブリッド脂質膜の自己集合

Self-Assembly of Hybrid Lipid Membranes Doped with Hydrophobic Organic Molecules at the Water/Air Interface

極薄な厚さ(3-4 nm)、超高抵抗、流動性、自己集合性などの特性により、脂質二重層は容易に機能し、バイオセンサーやバイオデバイスなどの様々な用途に使用されています。本研究では、銅(II)2,9,16,23-テトラ-タートブチル-29H,31H-フタロシアニン(CuPc)を導入し、脂質膜をドープする平面有機分子を導入しました。CuPc/脂質ハイブリッド膜は自己組立によって水/空気インターフェイスで形成される。この膜では、疎水性CuPc分子は脂質分子の疎水性の尾の間に位置し、脂質/CuPc/脂質サンドイッチ構造を形成する。興味深いことに、空気安定型ハイブリッド脂質二重層は、ハイブリッド膜をSi基板上に移すことによって容易に形成することができる。ナノ材料を脂質二重層系に組み込む方法を簡単に報告し、バイオセンサーやバイオデバイスの製造に関する新しい方法論を示す。

この形成された膜はCuPc分子の存在により均一な水色を有する。着色膜の面積は、通常、数平方センチメートルです。 図1A および 図1Bにおいて、Si基板上のハイブリッド脂質膜の顕微鏡像及び原子間力顕微鏡(AFM)像(高さプロファイルを含む)を示す。AFM画像では、左上の膜は厚く、厚さは79.4nmで、右下は薄く、厚さは4.9nmです。薄膜は、洗浄されたSi基材の表面粗さを示すRa=0.4nmの表面粗さを示す。さらに、複数の測定値に基づいて、膜厚は5nmインクリメント18の離散分布を示す。報告されたDPhPC脂質二重層膜の厚さは約4nm19であるため、5nmの薄膜はCuPcドープ脂質二重層膜であり、厚い膜はドープ脂質二重層のスタックで構成されていると結論付けることができる。
エネルギー分散型X線(EDX)分析を用いて、Si基質上のハイブリッド膜の組成をさらに調べた。 <s...

我々は、脂質二重層を銅(II)2,9,16,23-テトラ-tert-ブチル-29H,31H-フタロシアニン(CuPc)分子でドーピングすることにより、水/空気界でハイブリッド脂質膜を産生するためのプロトコルを報告する。得られたハイブリッド脂質膜は、脂質/CuPc/脂質サンドイッチ構造を有する。このプロトコルは、他の機能性ナノ材料の形成にも適用することができる。

Because of their unique properties, including an ultrathin thickness (3-4 nm), ultrahigh resistivity, fluidity and self-assembly ability, lipid bilayers ...

我々のプロトコルは、有機分子ドープハイブリッド脂質膜を製造する簡単な方法を実証する。膜の空気安定性は、固体デバイスへの脂質二重層構造の適用を拡張することができる。私たちは、自己組み立てプロセスを使用して、数ナノメートルの厚さのハイブリッド脂質膜を形成します。このプロトコルはシンプルで簡単に従い、複雑な機器を必要としません。この方法は、他の同じバイオハイブリッド脂質膜を製造するために使用することができ、センサーおよび他のセンシングデバイスの両方に容易に採用することができる。嫌気性グローブボックスで作業し、洗浄ガラスバイアルの中のクロロホルムにフタロシアニン銅を溶解し、1ミリリットルの銅フタロシアニンストック溶液を調製します。0.2マイクロメートルPTFE膜を通して溶液をフィルター処理します。2,300 RPMの渦ミキサーでDPHPC溶液を10秒間混ぜます。次に、クロロホルムでガラスマイクロシリンジを5回洗い流し、それを使用して200マイクロリットルの溶液を洗浄ガラスバイアルに移します。窒素の穏やかな流れとバイアル内の溶媒を蒸発させます。クロロホルムで別のガラスマイクロシリンジをリンスし、それを使用してDPHPCでガラスバイアルに200、2.6マイクロリットルのクロロホルムを追加します。濾過された銅フタロシアニンストック溶液の47.4マイクロリットルをDPHPC溶液に加え、10対1のDPHPC対フタロシアニンのモル比をもたらすはずです。別のきれいな注射器を使用して、250マイクロリットルのヘキサンを溶液に加えます。その後、2、300 RPMで渦ミキサーと10秒間混ぜます。0.2マイクロメートルPTFE膜を通して準備された溶液をフィルター処理する。シリコンウエハから3センチメートルのシリコン基板を3センチメートルカットします。次に、精製水で10分間超音波浴で洗浄し、エタノールを続け、クロロホルムを続けます。表面から吸着した有機材料を取り除き、親水性を改善するために、酸素プラズマで5分間基板を処理します。精製水を流して3分間PTFEビーカーを洗います。次に、洗浄したシリコン基板を小さな角度で傾けたビーカーに入れます。シリコン基板全体が水没するまで、十分な量の精製水をビーカーに注ぎます。準備したハイブリッド溶液を冷凍庫から取り出し、室温まで温めます。その後、2、300 RPMで15秒間ボルテックスミキサーでかき混ぜます。リンスした50マイクロシリンジを使用して、3~5マイクロリットルのハイブリッド溶液を水面に落とし、浮遊ハイブリッド脂質膜を形成します。膜をシリコン基板に移すために、有機溶媒を蒸発させ、毎分3ミリリットルの速度で蠕動ポンプでビーカーから水を送り出す。移送プロセスが完了したら、シリコン基板をクリーンルームワイパーに置き、すべての残留水を蒸発させます。形成さ

self-assembly-hybrid-lipid-membranes-doped-with-hydrophobic-organic

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Chemistry

化学

サポートされている脂質二重層と天然膜粒子は、細胞膜の特性を近似することができると分析種々の戦略に組み込むことが好都合システムである。ここでは、サポートされている脂質二分子膜でコーティングされたSiO 2ビーズ、リン脂質小胞または天然の膜粒子からなるマイクロアレイを調製するための方法を実証する。...

スキージベースアセンブリ法による生体膜マイクロアレイの形成

私たちは、脂質小胞を使用せずに、固体基板上にサポートされている脂質二重層を形成するための実験プロトコルを提示します。我々は、様々な生物学的用途のためのコレステロールに富むドメインと脂質二酸化ケイ素と金の二重層と同様に支持された膜を形成するために、一段階法を示しています。...

溶剤アシスト脂質二重（SALB）法による生体膜の作製

私たちは、自己組織化ナノ構造をコアに含む脂質粒子の速度論的安定化のためのカーボンナノチューブのスマートな応用について報告します。脂質粒子の調製には、かなり低濃度のカーボンナノチューブが必要であり、薬物送達などの生物医学的用途での使用が可能です。...

カーボンナノチューブにより安定化内部自己組織化脂質粒子の簡便な調製

私たちは、保存可能な、可搬型の脂質二重層形成システムを実証します。凍結した膜前駆体を周囲温度にしたときに脂質二重膜は、80％以上の成功率で1時間以内に形成することができます。このシステムは、イオンチャンネルに関連した面倒なプロセスと専門知識を軽減します。...

ポリジメチルシロキサン薄膜を用いた自動化された脂質二重膜の形成

我々 は開いた区域の脂質の心と私の自己組織化アッセイの in vitroのプロトコルを提供します。さらに、我々 は反応閉じ込めによる生体内での条件を模倣する脂質被覆 PDMS microcompartments...

体外自己組織化人工脂質膜上のタンパク質パターンの再構成

このプロトコルは、溶融温度の上昇を伴う脂質の脂質単層アセンブリおよび液滴界面二重層形成を促進するためのフィードバック温度制御加熱システムの使用、および膜の温度駆動変化を特徴付ける容量測定の詳細を示す。...

液滴界面二層の温度制御アセンブリと特性

このプロトコルは、ユニ脂質および多脂質小胞、支持脂質二重層、および懸濁された脂質二重層を模倣する細胞の形成を記述する。これらの in vitro モデルは、様々な脂質タイプを組み込むために適応することができ、様々な分子および高分子相互作用を調査するために使用することができる。...

分子相互作用研究のための細胞模倣支援及び懸濁脂質二重層モデルの組み立て

ここでは、単一分子全反射蛍光(smTIRF)顕微鏡を使用して、人工混雑した脂質膜上の単一分子の結合、移動度、および組み立てを実行および分析するためのプロトコルが提示されます。...

高分子密集脂質膜上での1分子拡散と集合

本プロトコルは、生体適合性リポソームを生成するためのマイクロ流体技術であるオクタノール支援リポソームアセンブリ(OLA)を記載する。OLAは、効率的なカプセル化を備えた単分散のミクロンサイズのリポソームを生成し、即時のオンチップ実験を可能にします。このプロトコルは、合成生物学および合成細胞研究に特に適していると期待されています。...

バイオエンジニアリングのためのオンチップオクタノール支援リポソームアセンブリ

膜脂質の構造と組成の多様性は、細胞プロセスに大きく寄与し、疾患のマーカーとなる可能性があります。分子動力学シミュレーションにより、膜と生体分子との相互作用を原子分解能で研究することができます。ここでは、複雑な膜システムを構築、実行、分析するためのプロトコルを提供します。...

シミュレーションスタディにおける複雑な脂質混合物を用いた現実的な膜モデリング

学ぶ水/空気界面での自己集合による銅フタロシアニンをドープしたハイブリッド脂質膜の作製法。この簡便なプロトコルは複雑な装置を必要とせず、固体デバイスやセンサーへの応用が可能です。

水/空気界面で疎水性有機分子をドープしたハイブリッド脂質膜の自己集合

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