JP2010054214A - 生体分子機能解析用基板、生体分子機能解析用試料体および生体分子機能解析方法 - Google Patents

生体分子機能解析用基板、生体分子機能解析用試料体および生体分子機能解析方法 Download PDF

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Abstract

【課題】生体分子の機能発現に影響せず、生体分子の機能を正確に解析できる生体分子機能解析用基板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の生体分子機能解析用基板は、開口部の直径が100nm〜1μmの穴部11aまたは幅が100nm〜1μmの溝からなる微小凹部が形成された基板本体11と、基板本体11の微小凹部の上に配置されたナノ線状体からなる網目構造体12とを有する。本発明の生体分子機能解析用試料体は、生体分子機能解析用基板10と、生体分子機能解析用基板10を構成する網目構造体12上に形成された脂質二分子膜20とを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、膜タンパク質等の生体分子の機能を解析するための生体分子機能解析用基板、生体分子機能解析用試料体および生体分子機能解析方法に関する。
タンパク質をはじめとする生体分子の機能を理解する上で、その構造を知ることは不可欠である。生体分子が機能する際には、他の分子との反応や外界からの刺激に伴って、その構造を変化させることがあるため、生体分子の構造解析が重要になる。
従来、生体分子の構造解析としては、X線回折による方法、電子線回折による方法、電子顕微鏡による方法が広く適用されてきた。しかし、これらの手法では、解析対象分子である生体分子の結晶化あるいは凍結が必要で、生体分子が機能する状態のまま解析することはできなかった。核磁気共鳴法(NMR法)のように、溶液中での解析を可能にする手法もあるが、適用範囲は限られており、チャネルタンパク質や受容体タンパク質のような大きくて複雑な生体分子に適用することは困難である。そのため、これらタンパク質を解析するためには、これらタンパク質を機能ドメイン毎に分断して解析することになる。
また、生体分子を生きたまま、生体内の条件に近い状態で解析できる手法として、溶液中での解析が可能な走査プローブ顕微鏡、特に原子間力顕微鏡(AFM)が生体分子の解析に適用されてきている。近年、AFMの技術は進歩し、溶液中での分子または原子レベルでの分解能の解析が可能な測定装置および測定方法(非特許文献1参照)、さらに、ビデオレートで動的解析を可能にする測定装置(非特許文献2参照)も開発され、生体分子の解析へのさらなる適用が検討されている。具体的には、基板に微小孔を形成し、その微小孔の上に、膜タンパク質等の生体分子を含む生体膜を配置し、その状態でAFMによって観察する方法が検討されている。この観察方法によれば、生体分子を基板に直接固定することなく観察することができるため、生体分子の機能解析に有効な手法になることが期待されている。
フクマ・タケシら、「アプライド フィジックス レターズ(APPLIED PHYSICS LETTERS)」、米国物理学会、87巻,2005年、034101−1〜3 アンドウ・トシオら、「ケムフィズケム(CHMPHYSCHM)」、4巻、2003年、p.1196−1202
しかしながら、微小孔の上に配置された生体膜をAFM等の走査プローブ顕微鏡によって観察する際には、探針が生体膜を押圧して、数nm〜数10nmほど撓ませてしまっていた。そのため、従来の解析方法においても、生体膜に含まれる生体分子が本来の機能を発現していないことがあり、正確に生体分子の機能を解析できているとはいえなかった。また、生体膜が撓んでしまった場合には、AMF等の観察において、形状や大きさの定量解析の妨げになっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、生体分子の機能発現に影響せず、生体分子の機能を正確に解析できる生体分子機能解析用基板、生体分子機能解析用試料体および生体分子機能解析方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の構成を有する。
[1] 開口部の直径が100nm〜1μmの穴部または幅が100nm〜1μmの溝からなる微小凹部が形成された基板本体と、該基板本体の微小凹部の上に配置されたナノ線状体からなる網目構造体とを有することを特徴とする生体分子機能解析用基板。
[2] 基板本体の微小凹部内に蛍光物質が配置されている[1]に記載の生体分子機能解析用基板。
[3] 前記網目構造体を形成するナノ線状体が、解析対象の生体分子を選択的に吸着可能な成分で化学修飾されていることを特徴とする[1]または[2]に記載の生体分子機能解析用基板。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の生体分子機能解析用基板と、該生体分子機能解析用基板を構成する網目構造体上に形成された脂質二分子膜とを有することを特徴とする生体分子機能解析用試料体。
[5] [1]〜[3]のいずれかに記載の生体分子機能解析用基板を構成する網目構造体上に脂質二分子膜を形成し、該脂質二分子膜にて解析対象の生体分子を保持し、走査プローブ顕微鏡装置を用いて該生体分子の機能を解析することを特徴とする生体分子機能解析方法。
本発明の生体分子機能解析用基板、生体分子機能解析用試料体および生体分子機能解析方法は、生体分子の機能発現に影響せず、生体分子の機能を正確に解析できる。
<生体分子機能解析用基板>
本発明の生体分子機能解析用基板(以下、基板と略す。)の一実施形態例について説明する。
図1,2に、本実施形態の基板を示す。本実施形態の基板10は、穴部11aからなる微小凹部が均一に形成された基板本体11と、基板本体11の穴部11aの開口部の上に配置された網目構造体12とを有する。なお、図1における右上の像は、1つの穴部11aを拡大した像である。
基板本体11の材質としては特に制限されないが、例えば、シリコンあるいはその酸化物を用いることができる。生体分子の機能を解析する際に、パッチクランプ法等の電気的または電気化学的な手法を用いる場合には、少なくとも基板本体11の表面が絶縁物(例えば、シリコン酸化物等)で構成される必要がある。
本実施形態例における基板本体11の穴部11aは円形状に開口している。穴部11aの開口部の直径は100nm〜1μmである。穴部11a開口部の直径が前記範囲であることにより、基板10を用いて擬似的な細胞膜を得ることができる。
穴部11a内には、生体分子の機能の観察が容易になることから、蛍光物質が配置されていることが好ましい。例えば、蛍光物質として、fura−2、fluo−3、fluo−4などのカルシウムイオン(Ca2+)指示薬を用いると、イオンチャネル型膜タンパク質のカルシウムイオンの透過を容易に観察することができる。
穴部11aの形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィ法、ドライエッチング法等の微細加工技術を適用することができる。
網目構造体12はナノ線状体からなっており、具体的には、ナノ線状体が多数の分岐を有して、網目を形成したものである。
ナノ線状体としては、例えば、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノファイバなどが挙げられ、その材質としては特に制限はないが、ナノ線状体を容易に形成できる点では、カーボンが好ましい。
ここで、ナノ線状体とは、長さ方向に垂直な断面の直径が1nm〜20nmの線状体のことである。ナノ線状体の長さ方向に垂直な断面の直径が前記下限以上であれば、脂質二分子膜を充分に支持することができる。また、前記上限以下であれば、穴部11aの上に網目構造体12が配置されても、観察目的の生体試料のAFM観察に支障をきたさない。
ナノ線状体としてカーボンナノチューブ(以下、CNTということがある。)を用いる場合、その直径を前記範囲にするためには、後述する網目構造体12の形成方法において、使用する金属触媒の種類、粒子径および密度や、形成時の温度を適宜選択すればよい。例えば、触媒の粒子径を大きくする程、直径は大きくなる。
網目構造体12を形成するナノ線状体は、生体分子を選択的に吸着可能な成分で化学修飾されていることが好ましい。ナノ線状体が、生体分子を選択的に吸着可能な成分で化学修飾されていれば、タンパク質である生体分子の結合点を形成させることができ、その結合点には、タンパク質が選択的にアミド結合して固定化される。したがって、生体分子の脂質二分子膜内での流動を防ぎ、観察が容易になる上に、少量である生体分子を所定の測定位置に確実にかつ容易に配置させることができる。
ナノ線状体としてCNTを用いる場合、CNTを化学修飾する方法としては、例えば、ナノ線状体を、濃硫酸と濃硝酸の混合液で酸化処理してカルボキシル基を形成させた後に、(a)1−エチル−3−(3−ジメチルアミノ)プロピル)カルボジイミドで処理して、カルボジイミド基を形成させる方法、(b)N−ヒドロキシスクシンイミドで処理して、N−ヒドロキシスクシンイミドエステルを形成させる方法などが挙げられる。
このようなナノ線状体の処理では、ナノ線状体の全体が均一に処理されることはない。ナノ線状体は、基板本体11に接触している部分よりも基板本体11に接触していない部分(すなわち、穴部11aの上の部分)で化学反応性が高いため、図2に示すように、基板本体11に接触していない部分12aにて選択的に化学修飾が施される。
また、解析対象の生体分子Aが、分極するなど電気的に中性でない場合には、ナノ線状体が、電圧を印加可能になっていてもよい。具体的には、図3に示すように、互いに接続されていない各々独立した2つのナノ線状体12b,12cに電極12d,12eを取り付けて電圧を印加できるようになっていてもよい。また、穴部11aの底部または基板本体11の表面に電極を取り付け、その電極とナノ線状体との間に電圧を印加できるようになっていてもよい。
ナノ線状体に電圧を印加すると、電界が発生し、その電界によって、脂質二分子膜内での生体分子Aの配置を制御できる。また、生体分子Aの機能の発現を、外部から付与する電気刺激によって制御することも可能になる。
網目構造体12の形成方法としては、例えば、化学気相成長法(CVD法)により形成する方法などが挙げられる。化学気相成長法を適用した場合の炭素源としては、例えば、メタン、エタン、アセチレン、メタノール、エタノールなどが挙げられる。
また、化学気相成長法により網目構造体12を形成する場合には、ナノ線状体を容易に形成できることから、鉄等の金属触媒を用いることが好ましい。また、基板本体11の表面にナノ線状体を形成するためには、金属触媒を基板本体11の表面にあらかじめ付着させておくことが好ましい。
以上説明した基板10は網目構造体12を有しているため、基板10の穴部11aが形成された側の面に脂質二分子膜を形成すると、穴部11aの上では脂質二分子膜が網目構造体12上に配置されるようになる。したがって、走査型プローブ顕微鏡装置の探針によって脂質二分子膜を押圧した際でも脂質二分子膜が撓みにくい。そのため、脂質二分子膜で保持した生体分子の機能に影響を与えにくく、生体分子の機能を正確に解析できる。
また、網目構造体12は穴部11aを塞いで密閉するものではないから、生体分子機能を解析するための基板用として適している。
<生体分子機能解析用試料体>
次に、上記基板10を用いた生体分子機能解析用試料体(以下、試料体と略す。)について説明する。
図4に示すように、本実施形態例の試料体1は、上記基板10と、基板10を構成する網目構造体12上に形成された脂質二分子膜20とを有する。
脂質二分子膜20は、両媒極性を有するリン脂質などの脂質分子が二層構造を形成した膜のことであり、生体膜の最も基本的な構造の一つである。脂質分子は、疎水性の末端基同士が膜の内側にて会合し、脂質分子の親水性の末端基が膜の表側に位置するため、脂質二分子膜20を形成する。
網目構造体12の上に脂質二分子膜20を形成する方法としては、例えば、脂質二分子膜20が球状の粒子(ベシクル)として水中に拡散したベシクル溶液中に、網目構造体12を有する基板10を浸漬させて、ベシクルを基板本体11および網目構造体12の表面に平面状に展開させる方法などが挙げられる。
ベシクルを形成する脂質分子としては、細胞内のリン脂質(例えば、ホスファチジルコリン等)、あるいはそれに類似した脂質分子が好ましく用いられる。ベシクル溶液の溶媒としては、例えば、リン酸緩衝食塩水などが用いられる。ベシクル溶液の溶媒は、穴部11aを満たす液にもなる。
ベシクル溶液における溶媒と脂質分子との混合割合は、溶媒に対して脂質分子0.001〜1質量%が好ましい。
ベシクル溶液中のベシクルの粒径は、穴部11aの開口部の直径より大きいことが好ましい。
ベシクル溶液には、解析対象の生体分子をあらかじめ含有させておいてもよい。
脂質二分子膜20の周囲は、図5に示すように、リン酸緩衝食塩水等の緩衝液30で満たされていることが好ましい。脂質二分子膜20の周囲が緩衝液30で満たされていれば、網目構造体12が細胞骨格、脂質二分子膜20が細胞膜、緩衝液30が細胞内液または外液に相当して、擬似的な細胞膜を形成できる。
脂質二分子膜20より上にある緩衝液31は、脂質二分子膜形成後に置換することによって、脂質二分子膜20の下にある緩衝液32と異なる組成にすることができる。これにより、細胞内液と細胞外液とが異なる状態を作り出すことができる。
本実施形態例の試料体1は、図4に示すように、脂質二分子膜20によって生体分子Aを保持できる。脂質二分子膜20によって生体分子Aを保持した状態は、生体分子Aが生体の細胞膜に存在しているのと同様の状態であるから、その機能を充分に発現させることができる。
また、試料体1では、穴部11aの上の網目構造体12によって脂質二分子膜20が支持されている。そのため、走査型プローブ顕微鏡装置の探針によって脂質二分子膜20が押圧されても、生体分子Aを含む脂質二分子膜20は撓みにくく、生体分子Aの機能を正確に再現できる。したがって、この試料体1を用いることにより、生体分子Aの機能を正確に解析できる。
<生体分子機能解析方法>
次に、上記基板10を用いた生体分子機能解析方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例の生体分子機能解析方法は、基板10の脂質二分子膜20に測定対象の生体分子Aを保持し、走査プローブ顕微鏡装置を用いて生体分子Aの機能を解析する方法である。
この解析方法での解析対象の生体分子Aとしては、受容体チャネルタンパク質、トランスポータが適している。
生体分子Aを脂質二分子膜20に保持させる方法としては、脂質二分子膜20を形成するためのベシクル溶液にあらかじめ生体分子Aを含有させておく方法、脂質二分子膜20を形成した後に、生体分子Aを再構成したベシクル(プロテオリポソーム)を含む溶液を脂質二分子膜20の上に滴下して融合させる方法などが挙げられる。
走査プローブ顕微鏡装置としては、公知の走査プローブ顕微鏡を用いることができるが、溶液中の解析対象分子の構造解析に適していることから、原子間力顕微鏡(AFM)が好ましい。
走査プローブ顕微鏡装置は、測定センサであるカンチレバーを備えている。
また、この解析方法においては、走査プローブ顕微鏡と共に機能解析用測定装置を用いてもよい。
機能解析用測定装置としては、蛍光顕微鏡装置や、電圧印加によって解析対象の生体分子の周囲に電界を生じさせ、かつ解析対象の分子が発する電流の変動を測定できるパッチクランプ装置などが挙げられる。
機能解析用測定装置として蛍光顕微鏡を用いる場合には、例えば、カルシウムイオンのない状態の穴部11aに、カルシウム指示薬になる蛍光物質を緩衝液と共に配置させておく。このとき蛍光物質に蛍光は観察されない。次いで、脂質二分子膜20上の緩衝液を、カルシウムイオンを含むものに置換する。この段階でも、カルシウムイオンと蛍光物質とは結合していないため、傾向は見られない。解析対象の生体分子Aがカルシウムイオンチャネルのタンパク質であれば、脂質二分子膜20上のカルシウムイオンを穴部11a内に進入させることができる。そのため、カルシウムイオンと蛍光物質とが結合して蛍光が観察されるようになる。このような変化を見ることによって、イオンチャネルの活性を調べることができる。
パッチクランプ装置は、生体分子Aの電気測定と電圧印加を行うための一対の電極を備えている。その電極は、少なくともその先端が緩衝液中に位置するようになっている。この電極は、電圧を解析対象の生体分子Aに印加し、また、解析対象の生体分子Aの電気的な変動を検知する役割を果たす。
上記基板10を用いる本実施形態では、一方の電極は穴部11aの底部に設けられることが好ましい。
電極の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、塩化銀、白金、クロム、ニッケルなどの金属、および導電性樹脂などの導電性物質が挙げられる。
電極の厚みは50〜500nmであることが好ましい。
電極の形成方法としては、例えば、上記導電性物質の薄膜を蒸着、メッキなどにより基板本体上に成膜し、エッチング技術などの微細加工技術を用いて、不要な部分の導電性物質の薄膜を除去する方法などが挙げられる。
パッチクランプ装置によれば、生体分子Aに電圧を印加した際に生体分子Aから発せられる電流の変動、すなわちチャンネル電流の変動を電気測定し、チャンネル電流の変動を読み取って、生体分子Aの機能発現の有無およびその度合いを調べることができる。
以上説明した生体分子機能解析方法では、網目構造体12上に形成した脂質二分子膜20により生体分子Aを保持しているため、走査型プローブ顕微鏡装置の探針によって脂質二分子膜20を押圧した際でも生体分子Aの機能に影響を与えにくい。そのため、生体分子Aの機能を正確に解析できる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、基板本体11には、穴部11aの代わりに、幅が100nm〜1μmの溝部からなる微小凹部が形成されていてもよい。微小凹部が溝部である基板では、図6の原子間力顕微鏡像に示すように、溝部11bの上に網目構造体12が形成されている。このように溝部11bの上に網目構造体12が形成された形態でも、穴部11aの上に網目構造体12が形成された形態と同様に、走査型プローブ顕微鏡装置の探針によって脂質二分子膜を押圧しても撓みにくい。したがって、生体分子の機能を正確に解析できる。
(実施例1)
フォトリソグラフィ法によりシリコン基板の片面に、直径600nm、深さ350nmの穴部を均一に多数形成した後、シリコン基板の穴部が形成された側の面にシリコン酸化膜を約40nm堆積させて、基板本体を得た。次いで、基板本体の上に、厚さ0.2nmの鉄薄膜を真空蒸着させ、900℃で加熱処理して鉄を凝集させて、鉄粒子を形成させた。この得られた鉄粒子を触媒として、温度900℃、圧力10kPaの条件下、メタンを炭素源としたCVD法により、カーボンナノチューブの網目構造体を基板本体の表面に形成させて、基板を得た。基板の網目構造体が形成された側の面を走査型電子顕微鏡により観察したところ、この網目構造体は穴部の開口部の上にも形成されていた。
また、網目構造体を構成するカーボンナノチューブは、直径が3〜10nmの2層または3層の多層カーボンナノチューブであった。したがって、得られたカーボンナノチューブの直径は、生体膜の細胞骨格(7〜10nm程度)と同等であった。
次いで、得られた基板を、1,2−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DPPC)に、DPPC100質量%に対して1質量%の、蛍光修飾脂質4−フルオロ−7−ニトロベンゾフラン付きのホスファチジルエタノールアミンを混合したベシクル溶液に30分間浸漬した。これにより、基板の網目構造体上に脂質二分子膜を展開させた。
次いで、膜タンパク質を再構成したプロテオリポソームを、上記脂質二分子膜に融合させた。プロテオリポソームは、透析法により作製した。すなわち、240μMの脂質ベシクル溶液(卵黄由来のホスホコリンとウシ脳由来のホスファチジルセリンの1:1質量比)2μL、 800mMの界面活性剤(n−アセチル−D−グリコピラノシド)4μLおよび100ng/mlのタンパク質溶液(1M トリス塩酸緩衝液,pH7.4)195μLを混合し、セルロース製の半透膜を用いて5日間の透析を行って、プロテオリポソームを得た。
基板の脂質二分子膜にて膜タンパク質を保持した状態を、AFM(オリンパス社製 NVB500)により観察した。その顕微鏡像を図7に示す。矢印の先の白い輝点が膜タンパク質Bである。このように、本実施例によれば、正確に膜タンパク質の原子力顕微鏡像を得ることができた。
(実施例2)
穴部の直径を100nm、深さを100nmとしたこと以外は実施例1と同様にして基板を得た。
次いで、リン酸緩衝液に蛍光色素(アレクサ647、5mM)を混合した溶液に基板を浸漬させて、穴部内に蛍光色素を配置させた。
また、卵黄由来のホスホコリンとウシ脳由来のホスファチジルセリンを、1:1の質量比率で混合し、これに、20質量%のフルオレセイン付きのホスホエタノールアミンを添加して、ベシクル溶液を得た。
次いで、蛍光色素を穴部内に配置した基板に、上記脂質ベシクル溶液10μLを滴下し、30分間静置して、穴部を脂質二分子膜でシールした。その後、穴部外の基板や溶液内に残った蛍光色素は緩衝液で充分に洗浄した。
得られた基板を、蛍光顕微鏡により観察したところ、穴部内の蛍光色素は赤く見えており、脂質二分子膜は緑色に見えていた。これにより、穴部内にのみ蛍光色素が配置され、閉じ込められていることが確認された。
(実施例3)
実施例1で得た基板を、濃硫酸(濃度96質量%)と濃硝酸(濃度61質量%)の混合液(体積比3:1)に10分間浸漬して、網目構造体を形成するカーボンナノチューブの表面にカルボキシル基を形成させた。
次いで、基板を1−エチル−3−(3−(ジメチルアミノ)プロピル)カルボジイミド中に30分間、さらに、N−ヒドロキシスクシンイミド中に30分間浸漬して、カーボンナノチューブの表面にN−ヒドロキシスクシンイミドエステルを形成させた。
このように化学修飾させた網目構造体を有する基板によれば、N−ヒドロキシスクシンイミドエステルと膜タンパク質のN末端あるいはリジン残基との置換反応によって、膜タンパク質を固定できるため、脂質二分子膜内での膜タンパク質の流動を抑制できる。
本発明の基板の一実施形態例の原子間力顕微鏡像である。 本発明の基板の一実施形態例を示す断面図である。 ナノ線状体に電圧を印加できるようにした形態を模式的に示す図である。 本発明の試料体の一実施形態例を示す断面図である。 図4に示す試料体の使用例を示す断面図である。 本発明の基板の他の実施形態の原子間力顕微鏡像である。 実施例2において、網目構造体に生体分子が保持された状態を示す原子間力顕微鏡像である。
符号の説明
1 試料体(生体分子機能解析用試料体)
10 基板(生体分子機能解析用基板)
11 基板本体
11a 穴部
11b 溝部
12 網目構造体
20 脂質二分子膜
A 生体分子

Claims (5)

  1. 開口部の直径が100nm〜1μmの穴部または幅が100nm〜1μmの溝からなる微小凹部が形成された基板本体と、該基板本体の微小凹部の上に配置されたナノ線状体からなる網目構造体とを有することを特徴とする生体分子機能解析用基板。
  2. 基板本体の微小凹部内に蛍光物質が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の生体分子機能解析用基板。
  3. 前記網目構造体を形成するナノ線状体が、解析対象の生体分子を選択的に吸着可能な成分で化学修飾されていることを特徴とする請求項1または2に記載の生体分子機能解析用基板。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の生体分子機能解析用基板と、該生体分子機能解析用基板を構成する網目構造体上に形成された脂質二分子膜とを有することを特徴とする生体分子機能解析用試料体。
  5. 請求項1〜3のいずれかに記載の生体分子機能解析用基板を構成する網目構造体上に脂質二分子膜を形成し、該脂質二分子膜にて解析対象の生体分子を保持し、走査プローブ顕微鏡装置を用いて該生体分子の機能を解析することを特徴とする生体分子機能解析方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010122110A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 膜タンパク質機能測定基板及び膜タンパク質機能測定方法
JP2014021025A (ja) * 2012-07-20 2014-02-03 Hiroshi Sotooka 人工脂質膜形成装置および人工脂質膜形成方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH051911A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Nikon Corp 試料固定装置
JPH06201698A (ja) * 1993-01-06 1994-07-22 Canon Inc 微量物質の検出方法及び検出装置
JPH1015857A (ja) * 1996-07-03 1998-01-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 生体関連高分子の固定化装置
JPH10123031A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Canon Inc 観察試料の基板への固定方法
JP2004271540A (ja) * 2004-07-05 2004-09-30 Kenji Sato プロテインチップ
JP2005170959A (ja) * 2003-12-05 2005-06-30 Japan Science & Technology Agency 生体高分子固定化可能なグラフト重合体ならびにそれを固定した基材
WO2005071405A1 (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Japan Science And Technology Agency 膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法とその装置
JP2005283567A (ja) * 2005-02-15 2005-10-13 Kenji Sato プロテインチップ
JP2005283405A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Canon Inc 走査型プローブ顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡用探針とそれらを用いた生体関連物質の検出方法
JP2005538377A (ja) * 2002-09-11 2005-12-15 シナメム コーポレイション 膜ベースアッセイ
JP2006312141A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Foundation For The Promotion Of Industrial Science 脂質二重膜の形成方法およびその装置
JP2007513261A (ja) * 2003-10-15 2007-05-24 ボード・オブ・リージエンツ,ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム ウイルスファイバー
JP2007187560A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Foundation For The Promotion Of Industrial Science 人工二分子膜を用いた膜輸送分子の膜輸送機能測定方法およびその測定装置
JP2008092824A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Seiko Instruments Inc 細胞侵襲用プローブ及び該細胞侵襲用プローブを有する細胞侵襲装置、並びに、細部侵襲方法
JP2008544252A (ja) * 2005-06-16 2008-12-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 神経変性疾患のための潜在的薬物分子の同定における、アミロイドベータタンパク質チャネルその、構造および使用

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH051911A (ja) * 1991-06-26 1993-01-08 Nikon Corp 試料固定装置
JPH06201698A (ja) * 1993-01-06 1994-07-22 Canon Inc 微量物質の検出方法及び検出装置
JPH1015857A (ja) * 1996-07-03 1998-01-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 生体関連高分子の固定化装置
JPH10123031A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Canon Inc 観察試料の基板への固定方法
JP2005538377A (ja) * 2002-09-11 2005-12-15 シナメム コーポレイション 膜ベースアッセイ
JP2007513261A (ja) * 2003-10-15 2007-05-24 ボード・オブ・リージエンツ,ザ・ユニバーシテイ・オブ・テキサス・システム ウイルスファイバー
JP2005170959A (ja) * 2003-12-05 2005-06-30 Japan Science & Technology Agency 生体高分子固定化可能なグラフト重合体ならびにそれを固定した基材
WO2005071405A1 (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Japan Science And Technology Agency 膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法とその装置
JP2005283405A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Canon Inc 走査型プローブ顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡用探針とそれらを用いた生体関連物質の検出方法
JP2004271540A (ja) * 2004-07-05 2004-09-30 Kenji Sato プロテインチップ
JP2005283567A (ja) * 2005-02-15 2005-10-13 Kenji Sato プロテインチップ
JP2006312141A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Foundation For The Promotion Of Industrial Science 脂質二重膜の形成方法およびその装置
JP2008544252A (ja) * 2005-06-16 2008-12-04 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 神経変性疾患のための潜在的薬物分子の同定における、アミロイドベータタンパク質チャネルその、構造および使用
JP2007187560A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Foundation For The Promotion Of Industrial Science 人工二分子膜を用いた膜輸送分子の膜輸送機能測定方法およびその測定装置
JP2008092824A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Seiko Instruments Inc 細胞侵襲用プローブ及び該細胞侵襲用プローブを有する細胞侵襲装置、並びに、細部侵襲方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6009020344; 猪飼篤: '蛋白質を引っ張る力学的アンフォールディング' 蛋白質 核酸 酵素 Vol. 47, No. 6, 2002, p690 - p699 *
JPN6010058089; 鈴木宏明 他: '膜タンパク質解析のための平面脂質二重膜チップ' 電気学会バイオ・マイクロシステム研究会資料 Vol.BMS-05 No.18-25, 2005, Page.27-30 *
JPN7012002267; Takeshi Fukuma, Kei Kobayashi, Kazumi Matsushige and Hirofumi Yamada: 'True atomic resolution in liquid by frequency-modulation atomic force microscopy' Applied Physics Letters Vol.87, No.034101, 2005, pp.1-3 *
JPN7012002268; Daniel J.M. uller, Harald Janovjak, Tiina Lehto, Lars Kuerschner, Kurt Anderson: 'Observing structure, function and assembly of single proteins by AFM' Progress in Biophysics & Molecular Biology Vol.79, 2002, pp.1-43 *
JPN7012002269; Toshio Ando, Noriyuki Kodera, Yasuyuki Naito, Tatsuya Kinoshita, Ken'ya Furuta, and Yoko Y. Toyoshim: 'A High-speed Atomic Force Microscope for Studying Biological Macromolecules in Action' CHEMPHYSCHEM Vol.4, 2003, pp.1196-1202 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010122110A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 膜タンパク質機能測定基板及び膜タンパク質機能測定方法
JP2014021025A (ja) * 2012-07-20 2014-02-03 Hiroshi Sotooka 人工脂質膜形成装置および人工脂質膜形成方法

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