JP2019072698A - Lipid double membrane forming device, and lipid double membrane forming method using the same - Google Patents

Lipid double membrane forming device, and lipid double membrane forming method using the same Download PDF

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Abstract

To provide a lipid double membrane forming device and a forming method of lipid double membrane using the same, capable of forming a lipid double membrane with a simple operation at a service space.SOLUTION: A lipid double membrane forming device comprises: a substrate; a first well having a flat opening; a first lipid single membrane formable droplet filled in the first well; a moving membrane relatively movable to the substrate; a second well having the flat opening; a second lipid single membrane formable droplet filled in the second well; and one or two seal member coating the first droplet and the second droplet at same time or individually. Before use of the device, the first well and the second well at positions apart from each other, during the use of the device, the moving member is moved relatively to the substrate, the opening of the first well and the opening of the second well are overlapped, the first droplet and the second droplet are in contact, and a lipid double membrane is formed at the contact part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、脂質二重膜形成器具及びそれを用いた脂質二重膜形成方法に関する。   The present invention relates to a lipid bilayer membrane forming apparatus and a lipid bilayer membrane forming method using the same.

生物を構成する細胞や、細胞内に存在するミトコンドリア、ゴルジ体、小胞体等の各種オルガネラ、細胞核等は、外側が生体膜で覆われており、この生体膜は、基本的に脂質二重膜から構成されている。生理活性を有する様々なタンパク質、すなわち、レセプターや酵素等がこの脂質二重膜を貫通する形で脂質二重膜上に保持されている。これらの膜貫通タンパク質は、生体内で重要な役割を果たしている。特に、細胞膜上に存在する各種レセプターは、生体内に存在するリガンドと結合することにより、様々な生理学的反応を引き起こす引き金になることがわかっている。このため、レセプターの機能を亢進する各種リガンドや、レセプターの機能を阻害する阻害剤等が医薬品として用いられており、また、新たな医薬品として利用可能な天然又は人工のリガンドや阻害剤が研究されている。   The cells constituting the organism, various organelles such as mitochondria, Golgi body, endoplasmic reticulum, etc. existing in the cells, cell nuclei, etc. are covered with a living membrane on the outside, and this living membrane is basically a lipid bilayer membrane. It consists of Various proteins having physiological activity, ie, receptors, enzymes, etc., are retained on the lipid bilayer membrane in such a manner as to penetrate the lipid bilayer membrane. These transmembrane proteins play an important role in vivo. In particular, various receptors present on cell membranes are known to trigger various physiological responses by binding to ligands present in vivo. Therefore, various ligands that enhance the function of the receptor, inhibitors that inhibit the function of the receptor, and the like are used as pharmaceuticals, and natural or artificial ligands and inhibitors that can be used as new pharmaceuticals are studied. ing.

また、脂質二重膜にタンパク質を保持してセンサーとして利用することも知られている。例えば、脂質二重膜に嗅覚レセプタータンパク質を保持して臭気センサーとしたり、液滴接触法で脂質二重膜を形成する際の液滴中に、被検物質と特異的に結合する特異結合性物質を含ませ、一方、脂質二重膜にイオンチャネルタンパクを保持して、被検物質が存在する場合には被検物質が特異結合性物質と結合してイオンチャネルを閉塞するようにしたセンサーも知られている(特許文献1)。特許文献1には、空気中に存在する被検物質を検出しやすくするために、液滴接触法において接触させる一方の液滴をヒドロゲルとすることも記載されている。   Moreover, it is also known to hold | maintain a protein on a lipid bilayer membrane, and to utilize as a sensor. For example, a lipid bilayer membrane holds an olfactory receptor protein to form an odor sensor, or a specific binding property to specifically bind to a test substance in a droplet when the lipid bilayer membrane is formed by a droplet contact method A sensor that contains a substance, while retaining an ion channel protein in a lipid bilayer membrane, and in the presence of a test substance, causes the test substance to bind to a specific binding substance and occlude the ion channel. It is also known (patent document 1). Patent Document 1 also describes that one droplet to be contacted in the droplet contact method is a hydrogel in order to facilitate detection of a test substance present in air.

一方、特許文献2には、液滴接触法により接触させた2つの液滴を機械的に分離し、次いで一方の液滴を移動させて異なる液滴と再度接触させて脂質二重膜を形成させることにより、接触させる液滴を交換することが可能な脂質二重膜形成器具が記載されている。   On the other hand, Patent Document 2 mechanically separates two droplets brought into contact by a droplet contact method, and then moves one droplet to recontact with different droplets to form a lipid bilayer membrane. A lipid bilayer membrane forming device capable of exchanging droplets to be brought into contact has been described.

特開2017-83210号公報JP 2017-83210 A 特開2014-100672号公報JP, 2014-100672, A

特許文献1等に記載されている、脂質二重膜を具備するセンサーは、大気中に含まれる臭気物質の検出等にも用いられる。実験室内(又は商業的に脂質二重膜形成器具を製造する場合には製造工場内)で液滴を調製して脂質二重膜を形成する場合には、脂質二重膜を具備する器具をその使用場所まで輸送する必要があり、輸送中又は保管中に脂質二重膜が破壊される恐れがある。この問題を解決するため、使用場所で脂質二重膜を形成することが考えられるが、屋外等の使用場所で実験器具を用いて、液滴をウェルに滴下して脂質二重膜を形成するのは非現実的である。   The sensor having a lipid bilayer membrane described in Patent Document 1 or the like is also used for detection of odorous substances contained in the atmosphere. If a droplet is prepared in the laboratory (or in a manufacturing plant when producing a lipid bilayer membrane forming instrument commercially) to form a lipid bilayer membrane, an instrument comprising a lipid bilayer membrane is used. It needs to be transported to the place of use, and there is a risk that the lipid bilayer membrane may be broken during transportation or storage. In order to solve this problem, it is conceivable to form a lipid bilayer membrane at the place of use, but using an experimental instrument at a place of use such as outdoors, drop droplets into the wells to form a lipid bilayer membrane Is unrealistic.

したがって、本発明の目的は、使用場所で簡便な操作で脂質二重膜を形成することができる、脂質二重膜形成器具及びそれを用いた脂質二重膜の形成方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a lipid bilayer membrane-forming apparatus and a method of forming a lipid bilayer membrane using the same, which can form a lipid bilayer membrane by a simple operation at the place of use. .

本願発明者らは、鋭意研究の結果、液滴接触法に供する2つの液滴が接触しない状態で使用場所まで輸送し、使用場所で簡単な操作により2つの液滴を接触させて脂質二重膜を形成することにより、上記目的を達成することができることに想到し、かつ、このようなことを可能にする脂質二重膜形成器具を考え出した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention transport the solution to the use place without contact between the two droplets to be subjected to the droplet contact method, and contact the two droplets by simple operation at the use location to perform lipid doublets. It was conceived that forming the membrane could achieve the above-mentioned purpose, and a lipid bilayer membrane-forming device was devised which makes this possible.

すなわち、本発明は、以下のものを提供する。
1. 脂質二重膜形成器具であって、
基板と、
該基板内に設けられ、平坦な開口部を有する第1のウェルと、
該第1のウェル内に充填された、第1の脂質一重膜形成性液滴と、
前記基板に対して相対的に移動可能な移動部材と、
該移動部材内に設けられ、平坦な開口部を有する第2のウェルと、
該第2のウェル内に充填された、第2の脂質一重膜形成性液滴と、
前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを同時に又は個別に被覆する1個又は2個のシール部材と
を具備し、
前記器具の使用前には、前記第1のウェルと前記第2のウェルは、互いに離れた位置にあり、使用時には、前記移動部材を前記基板に対して相対的に移動させ、前記第1のウェルの前記開口部と、前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合って、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とが接触し、この接触部位において脂質二重膜が形成される、
脂質二重膜形成器具。
That is, the present invention provides the following.
1. A lipid bilayer membrane forming device,
A substrate,
A first well provided in the substrate and having a flat opening;
A first lipid monolayer forming droplet filled in the first well;
A movable member movable relative to the substrate;
A second well provided in the moving member and having a flat opening;
A second lipid monolayer forming droplet filled in the second well;
And one or two seal members that simultaneously or separately cover the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid single-film-forming droplet,
Before use of the device, the first well and the second well are spaced apart from each other, and in use, the moving member is moved relative to the substrate to The opening of the well and the opening of the second well overlap so that the first lipid single film forming droplet and the second lipid single film forming droplet are in contact with each other. A lipid bilayer is formed at the contact site,
Lipid Bilayer Forming Device.

2. 前記移動部材は、前記基板内を摺動して移動する、1記載の器具。
3. 前記移動部材は、前記基板内に設けられた溝に摺動可能に挿入されている2記載の器具。
4. 前記移動部材は、前記基板外に突出する突起部を具備する3記載の器具。
5. 前記シール部材は、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを同時に被覆する単一のシール部材である1〜4のいずれか1項に記載の器具。
6. 前記シール部材は、前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴のそれぞれと接触しない位置に配置されている、1〜5のいずれか1項に記載の器具。
7. 前記シール部材が、粘着テープである1〜6のいずれか1項に記載の器具。
8. 前記第1のウェルの前記開口部又は前記第2のウェルの前記開口部には、透孔を有する隔壁が配置され、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とは、該透孔を介して接触する、1〜7のいずれか1項に記載の器具。
9. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が、ヒドロゲルの形態にある、1〜8のいずれか1項に記載の器具。
10. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が、凍結状態にある、1〜9のいずれか1項に記載の器具。
11. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴に含まれる有機溶媒が、n-ヘキサデカンを含む、10記載の器具。
12. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴に含まれる有機溶媒が、n-ヘキサデカンとn-デカンの混合溶媒である、11記載の器具。
13. 前記第1のウェル及び前記第2のウェルのそれぞれの底部に電極が配置されている、1〜12のいずれか1項に記載の器具。
2. The device according to 1, wherein the moving member slides and moves in the substrate.
3. The device according to 2, wherein the moving member is slidably inserted in a groove provided in the substrate.
4. 3. The device according to 3, wherein the moving member comprises a protrusion that protrudes out of the substrate.
5. The sealing member is a single sealing member that simultaneously covers the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid single-film-forming droplet, according to any one of 1 to 4, Fixtures.
6. The seal member according to any one of 1 to 5, wherein the seal member is disposed at a position not in contact with each of the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet. Fixtures.
7. The device according to any one of 1 to 6, wherein the sealing member is an adhesive tape.
8. In the opening of the first well or the opening of the second well, a partition having a through hole is disposed, and the first lipid single film-forming droplet and the second lipid single film are provided. The device according to any one of 1 to 7, wherein the forming droplets are in contact via the through holes.
9. The device according to any of 1 to 8, wherein the first lipid monolayer forming droplet and the second lipid monolayer forming droplet are in the form of a hydrogel.
10. The device according to any one of 1 to 9, wherein the first lipid monolayer forming droplet and the second lipid monolayer forming droplet are in a frozen state.
11. 10. The device according to 10, wherein the organic solvent contained in the first lipid monolayer forming droplet and the second lipid monolayer forming droplet comprises n-hexadecane.
12. The device according to 11, wherein the organic solvent contained in the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet is a mixed solvent of n-hexadecane and n-decane.
13. The device according to any one of the preceding claims, wherein an electrode is disposed at the bottom of each of the first and second wells.

14. 1〜13のいずれか1項に記載の器具を準備する工程と、
該器具をその使用場所まで輸送する工程と、
使用場所において、前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が凍結状態にある場合にはこれらの液滴を融解後、前記第1のウェルの前記開口部と前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合う位置まで前記移動部材を前記基板に対して相対的に移動させて、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを接触させ、この接触部位において脂質二重膜を形成させる工程とを含む、脂質二重膜の形成方法。
14. Providing the device according to any one of 1 to 13;
Transporting the device to its place of use;
At the place of use, when the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet are in a frozen state, after melting these droplets, the first well The moving member is moved relative to the substrate to a position where the opening and the opening of the second well overlap, so that the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid are moved. Contacting a single membrane-forming droplet and forming a lipid bilayer membrane at the contact site.

また、本発明は、上記本発明の器具を準備する工程と、
該器具をその使用場所まで輸送する工程と、使用場所において、前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が凍結状態にある場合にはこれらの液滴を融解後、前記第1のウェルの前記開口部と前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合う位置まで前記移動部材を前記基板に対して相対的に移動させて、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを接触させ、この接触部位において脂質二重膜を形成させる工程とを含む、脂質二重膜の形成方法を提供する。
Further, the present invention provides a device of the present invention as described above,
Transporting the device to its place of use, and where the first lipid single membrane forming droplet and the second lipid single membrane forming droplet are in a frozen state at the location of use After melting the droplet, the moving member is moved relative to the substrate to a position where the opening of the first well and the opening of the second well overlap, to thereby form the first lipid Contacting a single membrane-forming droplet with the second lipid single-film-forming droplet, and forming a lipid bilayer membrane at the contact site, provides a method for forming a lipid bilayer membrane.

本発明により、使用場所で簡便な操作で脂質二重膜を形成することができる、脂質二重膜形成器具及びそれを用いた脂質二重膜の形成方法が提供された。本発明の器具を用いれば、屋外等の被検物質の検出場所において、実験器具を全く用いることなく、簡便な操作でその場で脂質二重膜を形成することができるので、脂質二重膜が輸送中や保管中に破壊される恐れがなくなる。   The present invention provides a lipid bilayer membrane forming device and a method of forming a lipid bilayer membrane using the same, which can form a lipid bilayer membrane by a simple operation at the place of use. By using the device of the present invention, a lipid bilayer membrane can be formed in situ by a simple operation without using any experimental instrument at the place of detection of a test substance such as outdoors. There is no risk of being destroyed during transportation or storage.

本発明の脂質二重膜形成器具の一実施形態の模式的分解斜視図である。It is a typical disassembled perspective view of one embodiment of a lipid bilayer membrane formation instrument of the present invention. 本発明の脂質二重膜形成器具の他の一実施形態の模式的分解斜視図であり、器具の保管及び輸送中の状態を示す図である。FIG. 5 is a schematic exploded perspective view of another embodiment of the lipid bilayer membrane formation device of the present invention, showing the state during storage and transportation of the device. 図2に示す脂質二重膜形成器具の使用時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state at the time of use of the lipid bilayer membrane formation instrument shown in FIG. 下記参考例及び実施例において行った電流測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the current measurement performed in the following reference example and the Example. 下記実施例において行った、往復試験における電流測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the electric current measurement in reciprocation test performed in the following Example.

本発明の脂質二重膜形成器具は、液滴接触法による脂質二重膜形成方法により脂質二重膜を形成するものである。液滴接触法自体は、この分野において周知であり、上記した特許文献1及び特許文献2にも記載されている。すなわち、脂質一重膜で囲包された液滴同士を接触させることにより、その接触面に脂質二重膜を生成させる方法である。脂質一重膜で囲包された液滴は、周知の方法に従い、容易に形成することができる。例えば、脂質二重膜形成性脂質溶液に水又は水溶液(緩衝液等)を添加することにより容易に脂質一重膜を形成することができる。ここで、脂質二重膜形成性脂質としては、リポソームの作製に用いられている周知のリン脂質でよく、生体膜における反応を模するためには、生体膜と同じか類似したものが好ましく、この分野において従来から広く用いられているリン脂質、例えば、ジフィタノイルフォスファチジルコリン(diphytanoyl phosphatidylcholine, DPhPC)、ジパルミトイルフォスファチジルコリン(dipalmytoyl phosphatidylcholine)、パルミトイルオレオイルフォスファチジルコリン(1-Palmitoyl 2-Oleoyl phosphatidylcholine, POPC)、ジオレオイルフォスファチジルコリン(Dioleoyl phosphatidylcholine, DOPC)等を好ましい例として挙げることができる。これらの多くは市販されているので、市販品を好ましく用いることができる。脂質二重膜の形成に用いられる溶液中のリン脂質の濃度は、脂質二重膜が形成可能な濃度であれば特に限定されないが、通常、5g/L〜30g/L程度、好ましくは10g/L〜20g/L程度である。また、リン脂質溶液の溶媒は、特に限定されないが、有機溶媒が好ましく、n-デカンのような脂肪族炭化水素溶媒が好ましい。脂質二重膜に、α−ヘモリシンのようなイオンチャネルタンパクや嗅覚レセプター等の機能性タンパクを保持する場合には、周知のように、少なくともいずれか一方の液滴内に、該タンパク質を溶解しておく。この際のタンパク質の終濃度は、特に限定されないが、通常、0.1nM〜10nM程度、好ましくは0.5nM〜2nM程度である。   The lipid bilayer membrane formation device of the present invention is to form a lipid bilayer membrane by a lipid bilayer membrane formation method by a droplet contact method. Droplet contact methods themselves are well known in the art and are also described in the above-mentioned U.S. Pat. That is, this is a method of forming a lipid bilayer membrane on the contact surface by bringing droplets enclosed in a lipid single membrane into contact with each other. A lipid single membrane-enclosed droplet can be easily formed according to known methods. For example, a lipid bilayer membrane can be easily formed by adding water or an aqueous solution (such as a buffer solution) to a lipid bilayer-forming lipid solution. Here, the lipid bilayer membrane-forming lipid may be a known phospholipid used in the preparation of a liposome, and in order to simulate a reaction in a biological membrane, one that is the same as or similar to a biological membrane is preferable, Phospholipids conventionally widely used in this field, such as diphytanoyl phosphatidyl choline (DPhPC), dipalmitoyl phosphatidyl choline, palmitoyl oleoyl phosphatidyl choline (1- Palmitoyl 2-Oleoyl phosphatidylcholine (POPC), dioleoylphosphatidylcholine (DOPC), etc. can be mentioned as a preferred example. Since many of these are commercially available, commercially available products can be preferably used. The concentration of the phospholipid in the solution used to form the lipid bilayer membrane is not particularly limited as long as it is a concentration at which the lipid bilayer membrane can be formed, but generally 5 g / L to 30 g / L or so, preferably 10 g / L. It is about L to 20 g / L. Also, the solvent for the phospholipid solution is not particularly limited, but an organic solvent is preferable, and an aliphatic hydrocarbon solvent such as n-decane is preferable. When a lipid bilayer membrane retains an ion channel protein such as α-hemolysin or a functional protein such as an olfactory receptor, as is well known, the protein is dissolved in at least one of the droplets. Keep it. Although the final concentration of the protein at this time is not particularly limited, it is usually about 0.1 nM to about 10 nM, preferably about 0.5 nM to about 2 nM.

液滴は、液体であってもよいが、ヒドロゲルの形態であってもよく、本発明では、「液滴」という語は、ヒドロゲルの形態にあるものも包含する意味で用いている。液滴がヒドロゲルの形態にある場合であっても、脂質一重膜が形成され、脂質一重膜が形成された他の液滴と接触することにより脂質二重膜を形成することができることは、上記した特許文献1に記載されている。輸送時や保管時の安定性を高め、輸送中の振動等により、液滴がシール部材(後述)と接触することを防止する観点から、本発明においては、液滴はヒドロゲルの形態にあることが好ましい。ヒドロゲルは、単に、液滴にアガロース、寒天、ゼラチン等(以下、「ヒドロゲル化剤」)を含ませることにより容易に形成することができる。液滴中のヒドロゲル化剤の最終濃度は、ヒドロゲルを形成できるのであれば特に限定されないが、通常、0.05質量%〜20質量%程度、好ましくは、0.1質量%〜15質量%程度、さらに好ましくは、0.3質量%〜3.0質量%程度である。   The droplets may be liquid or may be in the form of a hydrogel, and in the present invention, the term "droplet" is used in the sense to include also those in the form of hydrogel. Even when the droplet is in the form of a hydrogel, a lipid bilayer membrane can be formed, and a lipid bilayer membrane can be formed by contacting with another droplet on which the lipid monolayer membrane is formed. Patent Document 1 describes the above. In the present invention, the droplet is in the form of a hydrogel from the viewpoint of preventing the droplet from coming into contact with the seal member (described later) by enhancing the stability during transportation or storage and by vibration etc. during transportation. Is preferred. The hydrogel can be easily formed simply by including agarose, agar, gelatin or the like (hereinafter, "hydrogelating agent") in the droplet. Although the final concentration of the hydrogel forming agent in the droplets is not particularly limited as long as it can form a hydrogel, it is usually about 0.05% by mass to about 20% by mass, preferably about 0.1% by mass to about 15% by mass, more preferably And about 0.3% by mass to 3.0% by mass.

保管及び輸送時の液滴の安定性を高めるために、液滴は凍結状態であってもよい。凍結は、通常の冷凍庫(通常、-20℃)内で器具を保持することにより行うことができる。ヒドロゲルの形態にある液滴も凍結状態にして保管及び輸送することが可能である。この場合、凍結された液滴を使用直前に融解後、脂質二重膜を形成させる。なお、液滴がヒドロゲルの形態にある場合には、「融解」は、ヒドロゲル自体を溶かす必要はなく、ヒドロゲル内に保持される水分が融解すればよい。器具を室温で放置すればこのようになる。液滴を凍結状態にして保管、輸送する場合、液滴中に含まれる有機溶媒は、n-ヘキサデカンを含むことが好ましく、特に、n-ヘキサデカンと、広く用いられているn-デカンとの混合溶媒であることが好ましい。有機溶媒がn-ヘキサデカンを含むこと、特にn-ヘキサデカンとn-デカンとの混合溶媒であることにより、融解後に迅速、確実に脂質二重膜が形成されやすくなる。n-ヘキサデカンとn-デカンとの混合溶媒を用いる場合、その比率(n-ヘキサデカン:n-デカン)は、体積基準で、4:6〜8:2程度が好ましい。   The droplets may be in a frozen state to enhance the stability of the droplets during storage and transport. Freezing can be carried out by holding the device in a conventional freezer (usually -20 ° C). Droplets in the form of hydrogels can also be frozen and stored and transported. In this case, the frozen droplet is thawed immediately before use to form a lipid bilayer membrane. When the droplets are in the form of a hydrogel, “melting” does not have to dissolve the hydrogel itself, as long as the water retained in the hydrogel is melted. This is true if the device is left at room temperature. When the droplets are stored in a frozen state and transported, the organic solvent contained in the droplets preferably contains n-hexadecane, and in particular, a mixture of n-hexadecane and widely used n-decane It is preferably a solvent. The organic solvent containing n-hexadecane, in particular a mixed solvent of n-hexadecane and n-decane, facilitates formation of a lipid bilayer membrane rapidly and reliably after melting. When a mixed solvent of n-hexadecane and n-decane is used, the ratio (n-hexadecane: n-decane) is preferably about 4: 6 to 8: 2 on a volume basis.

本発明の脂質二重膜形成器具では、基板内に形成された第1のウェル内に第1の液滴を充填し、基板に対して相対的に移動可能な移動部材内に設けられた第2のウェル内に第2の液滴を充填する。第1のウェル及び第2のウェルは、それぞれ、平坦な開口部を有している。保管時及び輸送時は、第1のウェルと第2のウェルは互いに離れた位置にある。使用時には、移動部材を前記基板に対して相対的に移動させ、前記第1のウェルの前記開口部と、前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合って、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とが接触し、この接触部位において脂質二重膜が形成される。   In the lipid bilayer film formation tool of the present invention, the first droplet is filled in the first well formed in the substrate, and the first well is provided in the movable member movable relative to the substrate. Fill the second well into the second well. The first well and the second well each have a flat opening. During storage and transportation, the first well and the second well are separated from each other. In use, the moving member is moved relative to the substrate, and the opening of the first well and the opening of the second well overlap to form the first single lipid membrane. The liquid droplet and the second lipid single film-forming droplet come into contact, and a lipid bilayer membrane is formed at the contact site.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の脂質二重膜形成器具の好ましい1実施形態の模式的分解斜視図である。脂質二重膜形成器具は、基板10を具備し、基板10内には、第1のウェル12が設けられている。第1のウェル12は、平坦な開口部12aを有する。なお、図1に示す第1のウェル12は、平坦な開口部12aを持つ円筒状であるので、C字形となっているが、ウェル(後述する第2のウェルも含めて)は、必ずしもC字形である必要はなく、特許文献2に示されるような直方体や立方体であってもよい。第1のウェル12の底部には、電極を接続するための透孔12bが形成されている。第1のウェル12内には、第1の脂質一重膜形成性液滴(図示せず)(以下、「第1の液滴」)が充填される。   FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a preferred embodiment of the lipid bilayer membrane formation device of the present invention. The lipid bilayer film forming apparatus comprises a substrate 10 in which a first well 12 is provided. The first well 12 has a flat opening 12a. The first well 12 shown in FIG. 1 is in a C shape because it has a cylindrical shape with a flat opening 12a, but the wells (including the second well described later) are not necessarily C. The shape does not have to be a letter, and may be a rectangular parallelepiped or a cube as shown in Patent Document 2. At the bottom of the first well 12, a through hole 12b for connecting an electrode is formed. The first well 12 is filled with a first lipid monolayer-forming droplet (not shown) (hereinafter, “first droplet”).

脂質二重膜形成器具は、基板10に対して相対的に移動可能な移動部材14を具備する。移動部材14内には、第2のウェル16が設けられている。第2のウェル16は、第1のウェル12と同様、平坦な開口部を有し、C字形をしている。第2のウェル16の開口部には、透孔18aを有する隔壁18が配置され、第2のウェル16は、この透孔18aでのみ開口している。このような透孔18aを有する隔壁18は、必ずしも必要ではないが、形成される脂質二重膜の面積を小さくすることにより、脂質二重膜を迅速に形成し、形成された脂質二重膜が安定的に保持されることに役立つ。透孔の直径は、特に限定されないが、通常、0.1mm〜1mm程度である。この隔壁を構成する材質としては、特許文献1にも記載されているように、パラキシレン系ポリマー(商品名パリレン)を好ましく用いることができる。移動部材14は、基板10内に設けられた溝20に摺動可能に挿入されている。溝20の底面は、第2のウェル16の底面を構成しており、脂質二重膜形成器具の使用時に第2のウェル16の底面を構成する部位には、電極を接続するための透孔20aが設けられている。第2のウェル16内には、第2の脂質一重膜形成性液滴(図示せず)(以下、「第2の液滴」)が充填される。   The lipid bilayer membrane forming apparatus comprises a moving member 14 movable relative to the substrate 10. In the moving member 14, a second well 16 is provided. Similar to the first well 12, the second well 16 has a flat opening and is C-shaped. A partition 18 having a through hole 18 a is disposed at the opening of the second well 16, and the second well 16 is opened only by the through hole 18 a. Although the partition 18 having such a through hole 18a is not necessarily required, the lipid bilayer formed rapidly by forming the lipid bilayer by reducing the area of the formed lipid bilayer. Help to be held stable. The diameter of the through hole is not particularly limited, but is usually about 0.1 mm to 1 mm. As a material which constitutes this partition, as it is indicated also in patent documents 1, paraxylene system polymer (brand name parylene) can be used preferably. The moving member 14 is slidably inserted in a groove 20 provided in the substrate 10. The bottom surface of the groove 20 constitutes the bottom surface of the second well 16 and a through hole for connecting an electrode to a portion constituting the bottom surface of the second well 16 when using the lipid bilayer membrane formation device 20a is provided. The second well 16 is filled with a second lipid single-film-forming droplet (not shown) (hereinafter, “second droplet”).

器具の保管時及び輸送時においては、第1のウェル12及び第2のウェル16は、それぞれ図示しないシール部材により被覆されている。シール部材は、第1のウェル12を被覆するものと、第2のウェル16を被覆するものとを個別に設けてもよいが、単一のシール部材で両方のウェルを被覆してもよく、後者の方が簡便で構造も単純であるので好ましい。シール部材で両液滴を被覆することにより、液滴の乾燥及び液滴への異物混入が防止される。図1に示されるように、基板10の上面と、第1のウェル12の上部との間には段差22が設けられており、一方、通常、第2のウェル16の高さも第1のウェル12の高さと同じであるので、基板10の上面を単一のシール部材で被覆することにより、第1の液滴及び第2の液滴とシール部材とが接触しない位置にシール部材を配置することができる。シール部材は、粘着テープで構成することが好ましい。粘着テープでシール部材を構成し、1枚の粘着テープを基板10の上面に貼り付けておくことが簡便で好ましい。器具の使用時には、単に1枚の粘着テープを剥離することによりシール部材を除去することができる。   At the time of storage and transportation of the device, the first well 12 and the second well 16 are respectively covered by seal members (not shown). The sealing member may be provided separately for covering the first well 12 and for covering the second well 16, but may cover both wells with a single sealing member. The latter is preferable because it is simple and the structure is simple. Covering both droplets with the seal member prevents drying of the droplets and contamination of the droplets. As shown in FIG. 1, a step 22 is provided between the top surface of the substrate 10 and the top of the first well 12, while the height of the second well 16 is also usually the first well. Since it is the same as the height of 12, by covering the upper surface of the substrate 10 with a single seal member, the seal member is disposed at a position where the first droplet and the second droplet do not contact the seal member. be able to. The seal member is preferably made of an adhesive tape. It is convenient and preferable to form a seal member with an adhesive tape and to stick one adhesive tape on the upper surface of the substrate 10. When using the device, the sealing member can be removed simply by peeling off a piece of adhesive tape.

器具の使用時には、シール部材を除去し(シール部材が粘着テープの場合には、粘着テープを剥離する)、第1のウェル12の開口部と第2のウェル16の開口部が重なり合う位置に来るまで移動部材14を指等で移動させる(溝20内を摺動させる)。これにより、第1の液滴と第2の液滴とが透孔18aを介して接触し、透孔18a内に脂質二重膜が形成される。なお、液滴が凍結状態にある場合には、両液滴を接触させる前に液滴を融解する。液滴の融解は、単に器具を室温下に放置することにより行うことができる。例えば、室温下で30分〜6時間程度放置することにより行うことができる。あるいは、50℃で10〜30分程度加熱してもよい。また、器具を冷蔵保存(例えば4℃)した場合にも、室温下で5分〜30分程度放置して液滴を室温に戻した後に脂質二重膜を形成することが好ましい。後述の実施例で実験的に確認されたように、第1の液滴と第2の液滴とを透孔18aを介して接触させた状態で放置することにより、透孔18a内に脂質二重膜が形成され、かつ、液滴内に含めておいた機能性タンパク質(実施例ではイオンチャネルタンパクであるα−ヘモリシン)が脂質二重膜に機能的に保持される。   When using the device, remove the seal member (if the seal member is an adhesive tape, peel off the adhesive tape), and the opening of the first well 12 and the opening of the second well 16 overlap The moving member 14 is moved by a finger or the like (sliding in the groove 20). Thereby, the first droplet and the second droplet come in contact with each other through the through hole 18a, and a lipid bilayer membrane is formed in the through hole 18a. When the droplets are in a frozen state, the droplets are melted before contacting the two droplets. Melting of the droplets can be performed simply by leaving the device at room temperature. For example, it can be carried out by leaving at room temperature for about 30 minutes to 6 hours. Or you may heat at 50 degreeC for about 10 to 30 minutes. Further, even when the device is stored under refrigeration (for example, 4 ° C.), it is preferable to form a lipid bilayer membrane after leaving the liquid droplets at room temperature for about 5 to 30 minutes at room temperature. As was confirmed experimentally in the examples described later, by leaving the first droplet and the second droplet in contact with each other through the through hole 18a, the lipid in the through hole 18a can be reduced. A heavy membrane is formed, and the functional protein (in the example, α-hemolysin, which is an ion channel protein) contained in the droplet is functionally retained by the lipid bilayer membrane.

図2及び図3には、移動部材が、移動の際に指でつまむ突起部を有する、本発明の好ましい脂質二重膜形成器具の実施形態が示されている。図2及び図3において、図1に示す実施形態と同じものには同じ参照番号が付されている。図2は、器具の保管、輸送時の状態、図3は、器具の使用時の状態を示す。   FIGS. 2 and 3 show an embodiment of a preferred lipid bilayer membrane forming device of the present invention, wherein the transfer member has a finger pinch for movement. In FIGS. 2 and 3, the same parts as in the embodiment shown in FIG. FIG. 2 shows the state of storage and transportation of the device, and FIG. 3 shows the state of use of the device.

図2及び図3に示す実施形態では、基板10の側面に透孔26が設けられ、一方、移動部材14には、この透孔26を貫通して基板10の外側にまで突出する突起部14aが設けられている。また、移動部材14の上面と、第2のウェル16の上部との間には段差24が設けられている。この場合、1枚の粘着テープをシール部材として用いて基板10の上面と移動部材14の上面に貼り付けることにより、第1のウェル12と第2のウェル16を被覆すると同時に、移動部材14の基板10に対する位置を固定することができ、移動部材14が、保管、輸送中に意図せず移動することを防止することができる。   In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the through hole 26 is provided on the side surface of the substrate 10, while the movable member 14 has a projection 14 a that penetrates the through hole 26 and protrudes to the outside of the substrate 10. Is provided. Further, a step 24 is provided between the upper surface of the moving member 14 and the upper portion of the second well 16. In this case, the first well 12 and the second well 16 are covered at the same time as covering the first well 12 and the second well 16 by using one adhesive tape as a seal member and sticking it on the upper surface of the substrate 10 and the upper surface of the movable member 14. The position with respect to the substrate 10 can be fixed, and the moving member 14 can be prevented from moving unintentionally during storage and transportation.

器具の保管、輸送時は、図2に示すように、第1のウェル12と第2のウェル16とは、互いに離れた位置にある。器具の使用時には、図3に示すように、第1のウェル12と第2のウェル16の各開口部が重なり合う位置に来るように、指で突起部14aをつまんで移動させる。そうすると、図1に示す実施形態で説明したのと同様に、透孔18a内において脂質二重膜が形成される。   During storage and transportation of the device, as shown in FIG. 2, the first well 12 and the second well 16 are at mutually separated positions. When using the device, as shown in FIG. 3, the finger 14 pinches and moves the protrusion 14 a so that the openings of the first well 12 and the second well 16 are in the overlapping position. Then, a lipid bilayer membrane is formed in the through hole 18a, as described in the embodiment shown in FIG.

図2及び図3に示す実施形態では、突起部14aは、水平方向に突出する突起であるが、鉛直方向に突出する突起であってもよい。また、移動部材14の上面に凹部を設け、この凹部に爪をかけて移動部材14を移動させるようにしてもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the protrusion 14 a is a protrusion that protrudes in the horizontal direction, but may be a protrusion that protrudes in the vertical direction. Alternatively, a recess may be provided on the upper surface of the moving member 14 and the moving member 14 may be moved by hooking the recess.

また、図1〜図3に示す各実施形態では、移動部材14が基板10内に設けられた溝20内を水平方向に摺動するものであるが、基板10に、鉛直方向に延びるガイドを設け、移動部材14を、このガイド内で鉛直方向に摺動させることもできる。この場合、器具の保管、輸送時には、移動部材14を、基板10よりも上方に配置して第1のウェル12と第2のウェル16が互いに接触しないように配置し、使用時には、移動部材14を指で下方に押し込んで第1のウェル12と第2のウェル16の各開口部を重ね合わせることができる。   In each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the movable member 14 slides in the horizontal direction in the groove 20 provided in the substrate 10. However, the substrate 10 has a guide extending in the vertical direction. It is also possible to slide the moving member 14 vertically in this guide. In this case, the moving member 14 is disposed above the substrate 10 so that the first well 12 and the second well 16 do not contact each other when storing and transporting the tool, and in use, the moving member 14 Can be pushed downward with a finger to overlap the openings of the first well 12 and the second well 16.

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

参考例1、実施例1
1. 脂質二重膜形成器具
図1に示す脂質二重膜器具を作製した。基板10の厚さは4mm、移動部材14の厚さは3mm、第1のウェル12及び第2のウェル16の直径はそれぞれ4mm、高さはそれぞれ3mm(従って、段差22は1mmとなる)、透孔18aの直径は0.6mmであった。また、透孔12b及び透孔20aには、銀−塩化銀電極を配置した。
Reference Example 1, Example 1
1. Lipid Bilayer Forming Device A lipid bilayer device shown in FIG. 1 was produced. The thickness of the substrate 10 is 4 mm, the thickness of the moving member 14 is 3 mm, the diameter of each of the first well 12 and the second well 16 is 4 mm, and each height is 3 mm (thus, the step 22 is 1 mm). The diameter of the through hole 18a was 0.6 mm. In addition, silver-silver chloride electrodes were disposed in the through holes 12 b and the through holes 20 a.

2. 脂質およびゲル・水溶液の準備
(1) 脂質分散デカン溶液を作製した。脂質(DPhPC, Avanti Polar Lipids)を質量比1:1のn-デカン:ヘキサデカン(シグマ)に分散させ、20 mg/mLとした(脂質溶液)。
(2) アガロースゲル(Agarose Type IX-A, Ultra-low Gelling Temperature, Sigma-Aldrich)45 mgを計量し、遠沈管に入れた。
(3) アガロース濃度が1.5%になるように別途準備した1 M KCl(10 mM リン酸バッファ, pH7.4)を加えた。
(4) 突沸に気を付けながら、電子レンジ(500 W)で沸騰させてアガロースを溶かした。ゲルが均一となるよう、適宜ボルテックスミキサーで撹拌しながら十分に溶かした。
(5) 溶解後、エッペンチューブに小分けにしてヒートブロック(40℃)上で保持した(アガロースゲル溶液)。
(6) 100 nM α−ヘモリシン(Sigma-Aldrich)水溶液を別途作製しておいた。
2. Preparation of lipid, gel and aqueous solution
(1) A lipid dispersed decane solution was prepared. Lipids (DPhPC, Avanti Polar Lipids) were dispersed in n-decane: hexadecane (Sigma) at a weight ratio of 1: 1 to make 20 mg / mL (lipid solution).
(2) 45 mg of agarose gel (Agarose Type IX-A, Ultra-low Gelling Temperature, Sigma-Aldrich) was weighed and placed in a centrifuge tube.
(3) 1 M KCl (10 mM phosphate buffer, pH 7.4) separately prepared to have an agarose concentration of 1.5% was added.
(4) While paying attention to bumping, it was boiled in a microwave oven (500 W) to melt the agarose. In order to make the gel uniform, it was sufficiently dissolved while stirring with an appropriate vortex mixer.
(5) After dissolution, aliquots were placed in an Eppendorf tube and held on a heat block (40 ° C.) (agarose gel solution).
(6) A 100 nM α-hemolysin (Sigma-Aldrich) aqueous solution was separately prepared.

3.脂質・ゲル溶液のウェルへの滴下・封止
(1) ヒートブロック(40℃)で温めてあるゲル溶液(99 μL)に100 nM α−ヘモリシン(1 μL)を加えた(終濃度1 nM、ヘモリシンゲル溶液)。ウェルに滴下するまでヒートブロック上で保持した。
(2) 移動部材を動かし、ウェル同士が互いに離れて接触しない状態にした。
(3) 脂質溶液を3μLずつ2つのウェルに加えた。ウェル底面にオイルが広がった。
(4) 第1のウェルにアガロースゲル溶液(27μL)を加えた。
(5) 続けて、第2のウェルにヘモリシンゲル溶液(27μL)を加えた。
(6) シール部材として粘着テープ(ポリオレフィン マイクロシーリングテープ、3 M)を基板上面に空気が入らないよう貼り付けた(実施例1)。上記のとおり、1mmの段差22があるので、ゲル溶液(ウェル上部)や移動部材14上面は、粘着テープと触れない。なお、参考例1では、シール部材は貼り付けなかった。
3. Drop and seal lipid and gel solution to wells
(1) 100 nM α-Hemolysin (1 μL) was added to a gel solution (99 μL) warmed by heat block (40 ° C.) (final concentration 1 nM, hemolysin gel solution). Hold on heat block until dripping into wells.
(2) The moving member was moved so that the wells were separated from each other and were not in contact with each other.
(3) 3 μL of lipid solution was added to two wells. Oil spread on the bottom of the well.
(4) Agarose gel solution (27 μL) was added to the first well.
(5) Subsequently, hemolysin gel solution (27 μL) was added to the second well.
(6) As a sealing member, an adhesive tape (polyolefin micro sealing tape, 3 M) was attached to the upper surface of the substrate so that air did not enter (Example 1). As described above, since there is a step 22 of 1 mm, the gel solution (upper well) and the upper surface of the moving member 14 do not touch the adhesive tape. In Reference Example 1, the seal member was not attached.

4. 保管
作製した器具を一夜(15時間)冷蔵保存(4℃)した(実施例1)。なお、参考例1では、保存せず、液滴を調製後、すぐに下記の測定を行った。
4. Storage The prepared devices were stored refrigerated (4 ° C.) overnight (15 hours) (Example 1). In addition, in the reference example 1, the following measurement was performed immediately after preparation of the droplet without storing.

5. 脂質二重膜形成及び測定
実施例1では、冷蔵保存後の器具を室温で5分〜30分間放置して室温に戻し、粘着テープを剥離した。参考例1、実施例1とも、透孔12bに配置した電極をアースし、透孔20aに配置した電極を周知のパッチアンプ回路(特許文献1)に接続して両ウェル間を流れる電流を測定した。印加電圧は50〜100 mVとし、増幅率1 mV/pAまたは10 mV/pA、サンプリング周波数5 kHzにおいてイオン電流を観測した。取得シグナルには、ベッセルローパスフィルタ1 kHzを施した。移動部材14を指で移動して、第1の液滴と第2の液滴が、透孔18aを介して接触する状態とした。この後も電流測定を継続した。
5. Lipid Bilayer Formation and Measurement In Example 1, the device after refrigerated storage was allowed to stand at room temperature for 5 to 30 minutes to return to room temperature, and the adhesive tape was peeled off. In both reference example 1 and example 1, the electrode disposed in the through hole 12b is grounded, and the electrode disposed in the through hole 20a is connected to a known patch amplifier circuit (patent document 1) to measure the current flowing between both wells. did. The applied voltage was 50 to 100 mV, and the ion current was observed at an amplification rate of 1 mV / pA or 10 mV / pA and a sampling frequency of 5 kHz. The obtained signal was subjected to a Bessel low pass filter 1 kHz. The moving member 14 is moved with a finger so that the first droplet and the second droplet are in contact with each other through the through hole 18a. The current measurement was continued after this.

6. 測定結果
電流の測定結果を図4の(a)(参考例1)及び図4の(b)(実施例1)に示す。図4の(a)及び(b)に示されるように、階段状の電流が測定された。この結果は、脂質二重膜が形成され、かつ、α−ヘモリシンが脂質二重膜中に機能的に保持され、α−ヘモリシンが持つナノ孔(イオンチャネル)を介してイオンの移動が起きたことを示している。脂質二重膜に保持されるα−ヘモリシンの分子数が増えると、測定される電流が増大するので、電流が階段状になる。図4の(a)に示すように、参考例1では、最初の階段状電流が測定されるまでの時間(すなわち、α−ヘモリシンを保持する脂質二重膜が形成されるまでの時間)は24±28秒であり、迅速に脂質二重膜が形成された。また、実施例1でも、最初の階段状電流が測定されるまでの時間概ね10秒〜5分であり、同様に迅速に脂質二重膜が形成された。
6. Measurement Results The measurement results of the current are shown in FIG. 4 (a) (Reference Example 1) and FIG. 4 (b) (Example 1). Stepped currents were measured as shown in (a) and (b) of FIG. As a result, lipid bilayers were formed, and α-hemolysin was functionally retained in the lipid bilayer, and migration of ions occurred through nanopores (ion channels) possessed by α-hemolysin. It is shown that. As the number of molecules of α-hemolysin retained on the lipid bilayer increases, the measured current increases, resulting in a step-like current. As shown in (a) of FIG. 4, in Reference Example 1, the time until the first step current is measured (ie, the time until the lipid bilayer membrane retaining α-hemolysin is formed) is It was 24 ± 28 seconds, and a lipid bilayer membrane was rapidly formed. Moreover, also in Example 1, the time until the first step current is measured is approximately 10 seconds to 5 minutes, and a lipid bilayer membrane is similarly formed rapidly.

さらに、特許文献2と同様に、第2の液滴に50merの一本鎖ポリチミジル酸(ssDNA)を含ませて、上記と同様な操作を行い、電流を測定した結果を図4の(c)に示す。ssDNAがα−ヘモリシンのナノ孔を通過する際に、イオンチャネルが閉塞されてイオンが流れなくなるので、電流の降下が起きる。図4の(c)に示すように、このような電流降下が観察され、本実施例の器具によりssDNAの検出が可能であることが確認された。   Furthermore, as in Patent Document 2, a 50-mer single-stranded polythymidylate (ssDNA) is contained in the second droplet, and the same operation as above is performed, and the result of measuring the current is shown in FIG. Shown in. When ssDNA passes through the nanopore of α-hemolysin, a drop in current occurs because the ion channel is blocked and ions do not flow. As shown in (c) of FIG. 4, such a current drop was observed, and it was confirmed that the device of this example can detect ssDNA.

実施例2
実施例1で作製した器具を種々の時間(約15時間、約40時間、約90時間、7日間又は1ヶ月間)凍結保存(-20℃)し、あるいは宅配便の冷凍便(-10℃)で運搬試験(計2日間)を行った後、実施例1と同様に電流測定を行った。
Example 2
The device prepared in Example 1 is stored frozen (-20 ° C.) for various times (about 15 hours, about 40 hours, about 90 hours, 7 days or 1 month) or frozen frozen stool (-10 ° C.) After carrying out the transportation test (total 2 days), the current measurement was performed in the same manner as in Example 1.

その結果、移動部材14を動かした後、速やかに脂質二重膜が形成され、α−ヘモリシン由来のナノ孔形成を示すシグナルを観測した。脂質二重膜が形成されるまでの時間は、概ね10秒〜5分であった。運搬試験に関しては2分以内の脂質二重膜形成成功率は、5/6であった。その際の電流測定結果を図5に示す。上記保管条件、輸送条件のいずれにおいても、本発明の脂質二重膜形成器具により脂質二重膜を形成できることが示された。   As a result, after moving the transfer member 14, a lipid bilayer membrane was rapidly formed, and a signal indicating nanopore formation derived from α-hemolysin was observed. The time until the lipid bilayer membrane was formed was approximately 10 seconds to 5 minutes. The lipid bilayer formation success rate within 2 minutes for the delivery test was 5/6. The current measurement result at that time is shown in FIG. It was shown that a lipid bilayer membrane can be formed by the lipid bilayer membrane forming device of the present invention under any of the above storage conditions and transport conditions.

10 基板
12 第1のウェル
12a 開口部
12b 透孔
14 移動部材
14a 突起
16 第2のウェル
18 隔壁
18a 透孔
20 溝
20a 透孔
22 段差
24 段差
26 透孔
Reference Signs List 10 substrate 12 first well 12 a opening 12 b through hole 14 moving member 14 a protrusion 16 second well 18 partition 18 a through hole 20 groove 20 a through hole 22 step 24 step 24 step 26 through hole

Claims (14)

脂質二重膜形成器具であって、
基板と、
該基板内に設けられ、平坦な開口部を有する第1のウェルと、
該第1のウェル内に充填された、第1の脂質一重膜形成性液滴と、
前記基板に対して相対的に移動可能な移動部材と、
該移動部材内に設けられ、平坦な開口部を有する第2のウェルと、
該第2のウェル内に充填された、第2の脂質一重膜形成性液滴と、
前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを同時に又は個別に被覆する1個又は2個のシール部材と
を具備し、
前記器具の使用前には、前記第1のウェルと前記第2のウェルは、互いに離れた位置にあり、使用時には、前記移動部材を前記基板に対して相対的に移動させ、前記第1のウェルの前記開口部と、前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合って、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とが接触し、この接触部位において脂質二重膜が形成される、
脂質二重膜形成器具。
A lipid bilayer membrane forming device,
A substrate,
A first well provided in the substrate and having a flat opening;
A first lipid monolayer forming droplet filled in the first well;
A movable member movable relative to the substrate;
A second well provided in the moving member and having a flat opening;
A second lipid monolayer forming droplet filled in the second well;
And one or two seal members that simultaneously or separately cover the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid single-film-forming droplet,
Before use of the device, the first well and the second well are spaced apart from each other, and in use, the moving member is moved relative to the substrate to The opening of the well and the opening of the second well overlap so that the first lipid single film forming droplet and the second lipid single film forming droplet are in contact with each other. A lipid bilayer is formed at the contact site,
Lipid Bilayer Forming Device.
前記移動部材は、前記基板内を摺動して移動する、請求項1記載の器具。   The apparatus according to claim 1, wherein the moving member slides and moves in the substrate. 前記移動部材は、前記基板内に設けられた溝に摺動可能に挿入されている請求項2記載の器具。   The apparatus according to claim 2, wherein the moving member is slidably inserted in a groove provided in the substrate. 前記移動部材は、前記基板外に突出する突起部を具備する請求項3記載の器具。   The apparatus according to claim 3, wherein the moving member comprises a protrusion protruding out of the substrate. 前記シール部材は、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを同時に被覆する単一のシール部材である請求項1〜4のいずれか1項に記載の器具。   The seal member is a single seal member that simultaneously covers the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid single-film-forming droplet. The equipment described in. 前記シール部材は、前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴のそれぞれと接触しない位置に配置されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の器具。   The seal member is disposed at a position not in contact with each of the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid single-film-forming droplet. The equipment described in. 前記シール部材が、粘着テープである請求項1〜6のいずれか1項に記載の器具。   The device according to any one of claims 1 to 6, wherein the sealing member is an adhesive tape. 前記第1のウェルの前記開口部又は前記第2のウェルの前記開口部には、透孔を有する隔壁が配置され、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とは、該透孔を介して接触する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の器具。   In the opening of the first well or the opening of the second well, a partition having a through hole is disposed, and the first lipid single film-forming droplet and the second lipid single film are provided. The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the forming droplet is in contact via the through hole. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が、ヒドロゲルの形態にある、請求項1〜8のいずれか1項に記載の器具。   The device according to any one of the preceding claims, wherein the first lipid monolayer forming droplet and the second lipid monolayer forming droplet are in the form of a hydrogel. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が、凍結状態にある、請求項1〜9のいずれか1項に記載の器具。   10. The device of any of claims 1-9, wherein the first lipid monolayer forming droplet and the second lipid monolayer forming droplet are in a frozen state. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴に含まれる有機溶媒が、n-ヘキサデカンを含む、請求項10記載の器具。   The device according to claim 10, wherein the organic solvent contained in the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet comprises n-hexadecane. 前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴に含まれる有機溶媒が、n-ヘキサデカンとn-デカンの混合溶媒である、請求項11記載の器具。   The device according to claim 11, wherein the organic solvent contained in the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet is a mixed solvent of n-hexadecane and n-decane. 前記第1のウェル及び前記第2のウェルのそれぞれの底部に電極が配置されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の器具。   13. The device according to any of the preceding claims, wherein electrodes are arranged at the bottom of each of the first and second wells. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の器具を準備する工程と、
該器具をその使用場所まで輸送する工程と、
使用場所において、前記第1の脂質一重膜形成性液滴及び前記第2の脂質一重膜形成性液滴が凍結状態にある場合にはこれらの液滴を融解後、前記第1のウェルの前記開口部と前記第2のウェルの前記開口部とが重なり合う位置まで前記移動部材を前記基板に対して相対的に移動させて、前記第1の脂質一重膜形成性液滴と前記第2の脂質一重膜形成性液滴とを接触させ、この接触部位において脂質二重膜を形成させる工程とを含む、脂質二重膜の形成方法。
Providing the device according to any one of claims 1 to 13.
Transporting the device to its place of use;
At the place of use, when the first lipid monolayer-forming droplet and the second lipid monolayer-forming droplet are in a frozen state, after melting these droplets, the first well The moving member is moved relative to the substrate to a position where the opening and the opening of the second well overlap, so that the first lipid single-film-forming droplet and the second lipid are moved. Contacting a single membrane-forming droplet and forming a lipid bilayer membrane at the contact site.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021060253A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 Measuring instrument and measuring method of target using the same
JP7526421B2 (en) 2020-05-26 2024-08-01 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 Method for forming lipid bilayer membrane, and partition and device therefor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080318326A1 (en) * 2005-09-07 2008-12-25 Agresearch Limited Method of Manufacture
JP2010536551A (en) * 2007-08-21 2010-12-02 アイシス イノベーション リミテッド Bilayer
JP2011047754A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Shimadzu Corp Reaction vessel
WO2011043008A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-14 パナソニック株式会社 Method for forming artificial lipid membrane
JP2014100672A (en) * 2012-11-20 2014-06-05 Kanagawa Academy Of Science And Technology Formation method of lipid double membrane and instrument for the same
JP2015231588A (en) * 2014-06-09 2015-12-24 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー Method for producing liposome population

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080318326A1 (en) * 2005-09-07 2008-12-25 Agresearch Limited Method of Manufacture
JP2010536551A (en) * 2007-08-21 2010-12-02 アイシス イノベーション リミテッド Bilayer
JP2011047754A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Shimadzu Corp Reaction vessel
WO2011043008A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-14 パナソニック株式会社 Method for forming artificial lipid membrane
JP2014100672A (en) * 2012-11-20 2014-06-05 Kanagawa Academy Of Science And Technology Formation method of lipid double membrane and instrument for the same
JP2015231588A (en) * 2014-06-09 2015-12-24 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー Method for producing liposome population

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021060253A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所 Measuring instrument and measuring method of target using the same
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