JP5198369B2 - 人工脂質二重膜を用いた電流計測装置 - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
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Description
2 送液口
3 主流路
4 微小憩室
5 平面脂質二重膜アレイ
6 貯液槽接続部
7 貯液槽
8 排出口
9、90、91、92、93、94、95、96、97、98 排出流路
10 副排出流路
11 排出促進用液主流路
12 排出促進用液側流路
13 排出促進用液側流路
14 通電導管
15 アガロースゲル
16 金プレート電極
本発明の平面脂質二重膜アレイ装置は、送液口と、該送液口から延びる主流路と、該主流路の両側壁に開口する複数の微小憩室とを含む平面脂質二重膜アレイと、前記主流路の多岐型貯液槽接続部と、貯液槽とを含み、前記主流路と、前記微小憩室の少なくとも一部とは電極を備える。本発明の平面脂質二重膜アレイ装置の送液口は、従来の平面脂質二重膜アレイ装置の送液口と同じである。
以下の実施例では、第1液として、Dulbeccoリン酸緩衝生理食塩水(以下、「DPBS」という。インビトロジェン株式会社)にカルセイン(C0875−5G、シグマ アルドリッチ ジャパン株式会社)を50μM添加して用いた。第2液として、ヘキサデカンにホスファチジルコリン(DPhPc、850356C、Avanti Polar Lipids INC、フナコシ株式会社)を5−20mg/mL添加して用いた。第3液として、DPBSを用いた。以下の実施例で特記しない場合は、第1液の流速は1μL/分、第2液の流速は0.3−0.6μL/分、第3液の流速は最大0.15μL/分であった。
図8は微小憩室側にアガロース電極(A)及び金パターン電極(B)を用いる場合の主流路との間の電流の経時変化を記録したグラフである。DPBSを第1液及び第3液とし、10mg/mLのホスファチジルコリンヘキサデカンを添加したヘキサデカンを第2液として用いた。第1液の流速1μL/分、第2液の流速は0.3−0.6μL/分、第3液の流速は静止ではないが非常に遅く計測できなかった。静止本発明の平面脂質二重膜アレイ装置に第2液を注入すると、主流路と微小憩室との間の電流が急激に低下してほぼ完全な絶縁状態になる。その後第3液を注入すると、主流路の第2液が第3液に押し流される。微小憩室の開口に取り残された第2液は、第1液と第3液とに挟まれた膜層を形成する。この間も主流路と微小憩室との間には電流がほどんど流れず、ほぼ完全な絶縁状態が継続する。しかし第2液中の溶媒であるヘキサデカンが基材であるポリジメチルシロキサンに吸収されると、第2液の膜層が薄くなり、これに伴って主流路と微小憩室との間の電流が増加しはじめ、脂質二重膜が形成されるとプラトーに達した。以上のとおり、アガロース電極でも、金プレート電極でも、顕微鏡で観察される人工膜の形状に対応する膜透過電流を計測することができた。
Claims (19)
- 送液口から延びる主流路と、該主流路に設けられた微小憩室とを含む平面脂質二重膜アレイと、該平面脂質二重膜アレイから延びる前記主流路が連通する貯液槽接続部と、該貯液槽接続部と接続する貯液槽と、該貯液槽と連通する排出口とを含み、前記貯液槽接続部は、前記主流路が分岐して並列に配置される複数の排出流路からなることを特徴とする、平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記排出流路の幅及び深さは前記主流路の幅及び深さと同じであることを特徴とする、請求項1に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記貯液槽接続部は、前記主流路2本がそれぞれ8回の2分岐を行って並列に配置される18本の排出流路からなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記貯液槽接続部は、前記排出流路と交差し連通する副排出流路を含むことを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記主流路1本あたり5本の副排出流路を含むことを特徴とする、請求項4に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記貯液槽接続部は、前記排出流路に排出促進用液を注入するための排出促進用液流路を含むことを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記主流路内の液体と電気的に接続する主流路電極と、前記微小憩室内の液体と電気的に接続する微小憩室電極とを含むことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記微小憩室電極は、該微小憩室を画定する壁面に露出する導電性ゲルを含むことを特徴とする、請求項7に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記導電性ゲルはアガロースゲルであることを特徴とする、請求項8に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記微小憩室電極は、該微小憩室を画定する壁面に接する導電体プレートを含むことを特徴とする、請求項8に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 前記導電体プレートは金プレートであることを特徴とする、請求項10に記載の平面脂質二重膜アレイ装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置と、該装置の送液口に連結される送液装置と、前記平面脂質二重膜アレイ装置を観察する分析装置とを含むことを特徴とする、マイクロ流体システム。
- 請求項6に記載の平面脂質二重膜アレイ装置と、該装置の送液口に連結される送液装置と、前記平面脂質二重膜アレイ装置の排出促進用液流路に連結される送液装置と、前記平面脂質二重膜アレイ装置を観察する分析装置とを含むことを特徴とする、マイクロ流体システム。
- 請求項7ないし11のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置と、該装置の送液口に連結される送液装置と、前記平面脂質二重膜アレイ装置を観察する分析装置と、前記主流路電極及び微小憩室電極の間の電気的特性を計測する装置とを含むことを特徴とする、マイクロ流体システム。
- 前記平面脂質二重膜アレイ装置の排出促進用液流路に連結される送液装置を含むことを特徴とする、請求項14に記載のマイクロ流体システム。
- 前記送液装置は送液ポンプを含むことを特徴とする、請求項12ないし15のいずれか1つに記載のマイクロ流体システム。
- 前記送液装置は流路切り替えスイッチを含むことを特徴とする、請求項16に記載のマイクロ流体システム。
- 脂質二重膜の分析方法であって、
(1)請求項7ないし11のいずれか1つに記載の平面脂質二重膜アレイ装置に水性溶液からなる第1液を送液するステップと、
(2)前記主流路と前記微小憩室内との間の電流を計測して、第1液が前記微小憩室内に充填されたことを確認してから、脂質を添加した油性溶液からなる第2液を前記平面脂質二重膜アレイ装置に送液するステップと、
(3)前記主流路と前記微小憩室内との間の電流を計測して、第2液が前記微小憩室と前記主流路とを電気的に絶縁したことを確認してから、水性溶液からなる第3液を前記平面脂質二重膜アレイ装置に送液するステップと、
(4)前記主流路と前記微小憩室内との間の電流を計測して、第1液及び第3液に挟まれた第2液の膜層が脂質二重膜を形成したことを検出するステップと、
(5)脂質二重膜を形成した微小憩室と、前記主流路との間の電気的特性の計測結果を記録するステップとを含むことを特徴とする、脂質二重膜の分析方法。 - 請求項17に記載のマイクロ流体システムと、データ保存システムと、制御システムとを含み、請求項18に記載の脂質二重膜の分析方法を実行することを特徴とする、脂質二重膜の電気的特性の自動分析システム。
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