JP3913744B2 - Lipid membrane production equipment - Google Patents

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Description

本発明は、脂質膜作製装置に関する。   The present invention relates to a lipid membrane production apparatus.

今日我々を取り巻く環境には、生体に有害である物質(広義の毒物)が多数存在している。例えば、水道水中のトリハロメタンや大気中のダイオキシンなどが念頭に浮かぶが、その他にも例数こそ少ないが、シアンやカドミウム、揮発性有機物(cis−1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン)といったいわゆる毒物による水道原水や地下水の汚染も時折新聞紙上を賑わしている。   In today's environment, there are many substances (broadly toxic substances) that are harmful to living organisms. For example, trihalomethane in tap water and dioxins in the atmosphere come to mind, but there are only a few other examples, but so-called poisons such as cyan, cadmium, and volatile organic substances (cis-1,2-dichloroethylene, trichlorethylene, tetrachloroethylene). Contamination of raw water and groundwater due to water is also occasionally on the newspaper.

こうした毒物の検出をリアルタイムで行うセンサとして、従来、水溶液中において脂質液吐出用ノズルによって脂質膜を作製し、自動的に脂質二分子膜を生成させる脂質膜作製装置が開示されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。この装置では、生成した脂質二分子膜をセンサプローブとして用い、毒物を電気化学的手法により検出する。一般に、このような装置は、複数の水槽を持ち、その水槽隔壁の一部に毒物が作用できる脂質二分子膜を生成し、水槽隔壁を挟む基準液及びサンプル液の電位差を電極によって測定することによって毒物を検出する仕組みとなっている。
特開2001−91494号公報(段落番号「0008」、図3) 特開2003−194772号公報(段落番号「0009」〜「0014」、図1)
As a sensor for detecting such a toxic substance in real time, a lipid membrane production device that produces a lipid bilayer membrane automatically by producing a lipid membrane in an aqueous solution with a lipid solution discharge nozzle has been disclosed (for example, (See Patent Document 1 and Patent Document 2). In this apparatus, the produced lipid bilayer membrane is used as a sensor probe, and a toxic substance is detected by an electrochemical technique. In general, such an apparatus has a plurality of water tanks, generates a lipid bilayer membrane that can act on a part of the water tank partition walls, and measures the potential difference between the reference liquid and the sample liquid sandwiching the water tank partition walls with electrodes. It is a mechanism for detecting poisonous substances.
JP 2001-91494 A (paragraph number “0008”, FIG. 3) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-194772 (paragraph numbers “0009” to “0014”, FIG. 1)

上述した従来の脂質膜作製法において作製される初期の脂質膜は、厚い脂質膜である。そして、脂質膜の自然薄化により、脂質多層膜を経て脂質二分子膜(黒膜)が生成されるが、この手法で作製された脂質膜は非常に厚いため、脂質を溶解する溶媒の拡散によって、脂質膜の薄化の進行は非常に遅く、脂質二分子膜に転化するまで長時間を費やさなければならないのは現状である。   The initial lipid membrane produced in the conventional lipid membrane production method described above is a thick lipid membrane. Then, due to the natural thinning of the lipid membrane, a lipid bilayer membrane (black membrane) is produced via a lipid multilayer membrane, but the lipid membrane produced by this method is very thick, so the diffusion of the solvent that dissolves the lipid Therefore, the progress of thinning of the lipid membrane is very slow, and it is the present situation that it is necessary to spend a long time until the lipid membrane is converted into a bilayer membrane.

又、脂質液吐出用ノズルが水溶液中にある場合、脂質液吐出用ノズル内へ周囲の水溶液の逆流により、脂質液のエマルジョン化を引き起こすことがある。あるいは、吐出動作待機中のノズルから脂質液の漏洩が発生することもある。このようにエマルジョンを含む脂質液を用いて生成される脂質膜はエマルジョンを多量に含んでおり、脂質膜の薄化による脂質二分子膜の生成の障害となっている。   Further, when the lipid solution discharge nozzle is in an aqueous solution, the lipid solution may be emulsified by backflow of the surrounding aqueous solution into the lipid solution discharge nozzle. Alternatively, leakage of the lipid liquid may occur from the nozzle waiting for the discharge operation. Thus, the lipid membrane produced | generated using the lipid liquid containing an emulsion contains a large amount of emulsion, and has become the obstruction | occlusion of the production | generation of a lipid bilayer membrane by thinning of a lipid membrane.

更に、センサデバイスによって吐出される脂質量は少なければ少ないほど作製される脂質膜は薄く、脂質膜から脂質二分子膜に転化する時間も短くなるため、吐出液滴量をできるだけ少なくすることも重要である。従来では、エマルジョンを含まない脂質膜を作製するために、脂質液を吐出させる際にノズル先端のエマルジョンを含む脂質液の部分とそれに続く脂質液を一度に飛ばしている。そのため、一回の吐出脂質量が多くなり、ランニングコストが上昇するだけでなく、脂質多層膜から脂質二分子膜への転化時間もかかるという不具合が生じている。   Furthermore, the smaller the amount of lipid ejected by the sensor device, the thinner the lipid membrane produced, and the shorter the time to convert from lipid membrane to lipid bilayer membrane, so it is also important to minimize the amount of ejected droplets It is. Conventionally, in order to produce a lipid membrane that does not contain an emulsion, when the lipid solution is discharged, the portion of the lipid solution that contains the emulsion at the tip of the nozzle and the subsequent lipid solution are skipped at a time. For this reason, there is a problem that not only does the amount of lipid discharged per time increase and the running cost increases, but it also takes time to convert the lipid multilayer to the lipid bilayer membrane.

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、脂質液のエマルジョン化を防ぎ、安定した脂質二分子膜を迅速に生成する脂質膜作製装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lipid membrane preparation apparatus that prevents the lipid liquid from being emulsified and quickly generates a stable lipid bilayer membrane.

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、第1の水溶液収容部と、第3の水溶液収容部と、第1の水溶液収容部と第2の水溶液収容部との間に位置し、貫通孔を有する隔壁と、脂質液を貫通孔に吐出する吐出手段とを備える脂質膜作製装置であって、吐出手段へ脂質液と流体とを交互に供給する供給手段を備える脂質膜作製装置であることを要旨とする。ここで、「吐出手段」とは、例えば、ジェット水流などによって脂質液を吐出する脂質液吐出用ノズルなどを指す。   In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the first aqueous solution container, the third aqueous solution container, the first aqueous solution container, and the second aqueous solution container are located between the first aqueous solution container and the second aqueous solution container. A lipid membrane production apparatus comprising a partition wall having pores and a discharge means for discharging a lipid liquid to a through-hole, and comprising a supply means for alternately supplying lipid liquid and fluid to the discharge means This is the gist. Here, the “ejection means” refers to, for example, a lipid fluid ejection nozzle that ejects a lipid fluid by a jet water flow or the like.

本発明の特徴に係る脂質膜作製装置によると、脂質液のエマルジョン化を防ぎ、安定した脂質二分子膜を迅速に生成することができる。   According to the lipid membrane production apparatus according to the features of the present invention, it is possible to prevent the lipid liquid from being emulsified and to quickly produce a stable lipid bilayer membrane.

又、本発明の特徴に係る脂質膜作製装置において、供給手段は、脂質液を供給するポンプ及び流体を供給するポンプであることが好ましい。このように、ポンプを用いることにより、容易に脂質液と流体とを交互に供給することができる。   In the lipid membrane production apparatus according to the feature of the present invention, the supply means is preferably a pump for supplying a lipid liquid and a pump for supplying a fluid. Thus, lipid liquid and fluid can be easily supplied alternately by using a pump.

又、本発明の特徴に係る脂質膜作製装置において、吐出動作の待機中において、吐出手段の吐出する先端には、流体が存在することが好ましい。吐出手段として、例えば脂質液吐出用ノズルを用いた場合、ノズルの先端が流体で塞がれていることにより、脂質液がノズルの周囲の溶液と接触せず、エマルジョン化を防ぐことができる。   Moreover, in the lipid membrane production apparatus according to the feature of the present invention, it is preferable that a fluid is present at the distal end of the ejection means during the ejection operation standby. For example, when a lipid solution discharge nozzle is used as the discharge means, the tip of the nozzle is blocked with a fluid, so that the lipid solution does not come into contact with the solution around the nozzle, and emulsification can be prevented.

又、本発明の特徴に係る脂質膜作製装置において、流体は、脂質液及び水溶液と反応しない不活性流体であることが好ましい。このように不活性流体を用いることにより、流体が脂質液や吐出装置周辺の溶液と反応せず、エマルジョン化を防ぎ、安定した脂質二分子膜を生成することができる。   Moreover, in the lipid membrane production apparatus according to the features of the present invention, the fluid is preferably an inert fluid that does not react with the lipid solution and the aqueous solution. By using the inert fluid in this manner, the fluid does not react with the lipid solution or the solution around the discharge device, so that emulsification can be prevented and a stable lipid bilayer membrane can be generated.

本発明によると、脂質液のエマルジョン化を防ぎ、安定した脂質二分子膜を迅速に生成する脂質膜作製装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lipid membrane preparation apparatus which prevents the emulsification of a lipid liquid and produces | generates a stable lipid bilayer membrane rapidly can be provided.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

(脂質膜作製装置)
本発明の実施の形態では、吐出手段へ脂質液と流体とを交互に供給することにより、脂質液のエマルジョン化を防ぎ、脂質多層膜から脂質二分子膜への薄化を促進する脂質膜作製装置について説明する。
(Lipid membrane production equipment)
In the embodiment of the present invention, the lipid liquid and fluid are alternately supplied to the discharge means to prevent the lipid liquid from being emulsified and to promote the thinning from the lipid multilayer film to the lipid bilayer film. The apparatus will be described.

本実施形態に係る脂質膜作製装置は、図1に示すように、サンプル液収容部(第1の水溶液収容部)3と、基準液収容部(第2の水溶液収容部)4と、サンプル液収容部3と基準液収容部4との間に位置し、貫通孔を有する隔壁5と、脂質液を貫通孔に吐出する吐出手段(例えば、脂質液吐出用ノズル2)と、吐出手段へ脂質液と流体とを交互に供給する供給手段(例えば、脂質液供給ポンプ11、流体供給ポンプ12)と、計測装置8により電極6と電極7の間の電位差、或いは脂質膜や脂質二分子膜の膜電位などを測定する検知手段とを備える。尚、図1における脂質膜1は、貫通孔に作製された当初は厚い脂質膜であるが、時間の経過と共に分子二層からなる脂質二分子膜へと転化する。   As shown in FIG. 1, the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment includes a sample liquid storage part (first aqueous solution storage part) 3, a reference liquid storage part (second aqueous solution storage part) 4, and a sample liquid. A partition wall 5 having a through hole, located between the container 3 and the reference liquid container 4, a discharge means for discharging the lipid liquid into the through hole (for example, a lipid liquid discharge nozzle 2), and a lipid to the discharge means Supply means (for example, lipid liquid supply pump 11, fluid supply pump 12) for alternately supplying liquid and fluid, and a potential difference between the electrodes 6 and 7 by the measuring device 8, or a lipid membrane or lipid bilayer membrane Detecting means for measuring a membrane potential or the like. In addition, although the lipid membrane 1 in FIG. 1 is a thick lipid membrane initially produced in the through-hole, it will convert into the lipid bilayer membrane which consists of a molecular bilayer with progress of time.

サンプル液収容部3の内部には電極7が設置され、この電極7はサンプル液中に挿入されている。同様に、基準液収容部4の内部には電極6が設置され、この電極6は基準液中に挿入されている。計測装置8は、電極6及び電極7によって、脂質膜1の膜電位を測定する。計測装置8は、例えば、エレクトロメータなどが用いられる。この計測装置8によって得られたデータは、記録計9によって記録することができる。尚、サンプル液としては、例えば地下水などが用いられ、検出手段によって、地下水に含まれる毒物などの種類や量を検出する。   An electrode 7 is installed inside the sample liquid storage unit 3, and this electrode 7 is inserted into the sample liquid. Similarly, an electrode 6 is installed inside the reference liquid storage portion 4, and this electrode 6 is inserted into the reference liquid. The measuring device 8 measures the membrane potential of the lipid membrane 1 using the electrode 6 and the electrode 7. For example, an electrometer is used as the measuring device 8. Data obtained by the measuring device 8 can be recorded by the recorder 9. As the sample liquid, for example, groundwater is used, and the type and amount of poisons and the like contained in the groundwater are detected by the detection means.

又、サンプル液収容部3には、サンプル液流通口21が設けられ、サンプル液の注入及び排出を行う。図1では、サンプル液流通口21は1つであるが、本実施形態に係る脂質膜作製装置は、注入口と排出口とを分けて複数の流通口を設けることにより、注入及び排出が同時にかつ連続的に行われてもよい。同様に、基準液収容部4には、基準液流通口20が設けられ、基準液の注入及び排出を行う。図1では、基準液流通口20は1つであるが、本実施形態に係る脂質膜作製装置は、注入口と排出口とを分けて複数の流通口を設けることにより、注入及び排出が同時にかつ連続的に行われてもよい。又、脂質膜をセンサ膜として用いる場合、サンプル液を連続的に流通口21から注入することができ、サンプル液に含まれる試料の脂質膜との相互作用により引き起こされる膜電位などの変化を測定することにより、試料を検出することができる。   The sample liquid storage unit 3 is provided with a sample liquid circulation port 21 for injecting and discharging the sample liquid. In FIG. 1, there is one sample liquid circulation port 21, but the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment provides a plurality of circulation ports by dividing the injection port and the discharge port, so that injection and discharge can be performed simultaneously. And it may be performed continuously. Similarly, a reference liquid circulation port 20 is provided in the reference liquid storage unit 4 to inject and discharge the reference liquid. In FIG. 1, there is one reference liquid flow port 20, but the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment provides a plurality of flow ports by dividing the injection port and the discharge port, so that injection and discharge can be performed simultaneously. And it may be performed continuously. When a lipid membrane is used as the sensor membrane, the sample liquid can be continuously injected from the flow port 21, and changes in membrane potential caused by the interaction of the sample contained in the sample liquid with the lipid membrane are measured. By doing so, the sample can be detected.

隔壁5は、サンプル液収容部3と基準液収容部4の間に位置し、例えば、25μm程度の厚さのテフロンTM(ポリ−テトラ−フルオロ−エチレン (-CF2-CF2-)n)からなる。隔壁5は、1つ以上の貫通孔を有し、この貫通孔には脂質膜1が作製される。尚、貫通孔は、直径10〜1000μmの円形状であり、その深さは約25μmである。望ましい貫通孔径は100μm〜600μmである。 The partition wall 5 is located between the sample liquid storage part 3 and the reference liquid storage part 4 and is made of, for example, Teflon TM (poly-tetra-fluoro-ethylene (-CF2-CF2-) n) having a thickness of about 25 μm. . The partition wall 5 has one or more through holes, and the lipid membrane 1 is formed in the through holes. The through hole has a circular shape with a diameter of 10 to 1000 μm and a depth of about 25 μm. A desirable through-hole diameter is 100 μm to 600 μm.

脂質液吐出用ノズル2は、インクジェット様の装置であり、ジェット水流などによって脂質液を貫通孔に吐出し、貫通孔にサンプル液と基準液との両者が接触する脂質膜1を作製する。図1では、脂質液吐出用ノズル2は、サンプル液収容部3内に設置されているが、基準液収容部4内に設置されてもよい。   The lipid liquid discharge nozzle 2 is an ink jet-like device, and discharges a lipid liquid into a through-hole by a jet water flow or the like, thereby producing a lipid membrane 1 in which both the sample liquid and the reference liquid are in contact with the through-hole. In FIG. 1, the lipid solution ejection nozzle 2 is installed in the sample solution storage unit 3, but may be installed in the reference solution storage unit 4.

脂質液供給ポンプ11は、脂質液吐出用ノズル2へつながるチューブ14へ脂質液を供給する。又、流体供給ポンプ12は、脂質液吐出用ノズル2へつながるチューブ14へ流体を供給する。このとき、脂質液及び流体は合流部13で合流し、チューブ14へ交互に導入される。即ち、チューブ14内では、図2に示すように、脂質液16及び流体15が交互に流れる。脂質液及び流体それぞれの量や流速は、図示しない制御装置で管理され、脂質液供給ポンプ11及び流体供給ポンプ12は、制御装置からの信号に基づき、所定量の脂質液及び流体を所定の流速で送り出す。尚、チューブ14としては、例えば、テフロンチューブなどが用いられる。   The lipid liquid supply pump 11 supplies the lipid liquid to the tube 14 connected to the lipid liquid discharge nozzle 2. The fluid supply pump 12 supplies fluid to the tube 14 connected to the lipid liquid discharge nozzle 2. At this time, the lipid liquid and the fluid merge at the merge section 13 and are alternately introduced into the tube 14. That is, in the tube 14, as shown in FIG. 2, the lipid liquid 16 and the fluid 15 flow alternately. The amount and flow rate of each of the lipid liquid and the fluid are managed by a control device (not shown), and the lipid liquid supply pump 11 and the fluid supply pump 12 send a predetermined amount of lipid liquid and fluid to a predetermined flow rate based on a signal from the control device. Send out. As the tube 14, for example, a Teflon tube or the like is used.

又、流体供給ポンプ12は、供給する流体が気体である場合、エアコンプレッサ、エアポンプ、ガスを供給できるシステム(例えば、ガスラインあるいはガスボンベによるガスの供給)を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。   In addition, when the fluid to be supplied is a gas, the fluid supply pump 12 can use an air compressor, an air pump, or a system that can supply gas (for example, supply of gas by a gas line or a gas cylinder). Is not to be done.

又、供給される流体は、脂質液及び水溶液と反応しない不活性流体であればよい。又、図1に示すように、脂質液吐出用ノズル2がサンプル液中に挿入される場合は、流体はサンプル液と反応しないものである必要がある。同様に、脂質液吐出用ノズル2が基準液中に挿入される場合は、流体は基準液と反応しないものである必要がある。   Moreover, the fluid supplied should just be an inert fluid which does not react with a lipid liquid and aqueous solution. Further, as shown in FIG. 1, when the lipid liquid discharge nozzle 2 is inserted into the sample liquid, the fluid needs not to react with the sample liquid. Similarly, when the lipid liquid discharge nozzle 2 is inserted into the reference liquid, the fluid needs not to react with the reference liquid.

流体は、例えば、不活性ガス、ゾルなどの流体を用いることができるが、不活性ガスの使用が好ましい。不活性ガスとしては、例えば、エア、窒素ガス、二酸化炭素、アルゴンなどを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。   As the fluid, for example, a fluid such as an inert gas or sol can be used, but the use of an inert gas is preferable. As the inert gas, for example, air, nitrogen gas, carbon dioxide, argon or the like can be used, but it is not particularly limited thereto.

又、脂質液吐出用ノズル2は、吐出動作を行わない状態、即ち、吐出動作の待機中においては、図3に示すように、脂質液吐出用ノズル2の先端2aに、脂質液16ではなく、流体15が存在する。脂質液吐出用ノズル2の先端2aは、流体15に塞がれ、脂質液16が脂質液吐出用ノズル2の周囲の水溶液と接触することはない。   Further, the lipid liquid discharge nozzle 2 is not in the lipid liquid 16 at the tip 2a of the lipid liquid discharge nozzle 2 as shown in FIG. , Fluid 15 is present. The tip 2a of the lipid liquid discharge nozzle 2 is blocked by the fluid 15, and the lipid liquid 16 does not come into contact with the aqueous solution around the lipid liquid discharge nozzle 2.

又、流体の供給量は、脂質膜1を作製するための一回の吐出脂質液滴と次回の吐出脂質液滴を遮断することができ、且つ、吐出動作の待機中において、脂質液吐出用ノズル2の先端部分に残ることによって、脂質液と脂質液吐出用ノズル2の周囲の水溶液との接触を防ぐことができれば特に限定されるものではない。よって、流体の供給量は、上記の条件を満たす適当な量とする。   In addition, the fluid supply amount can block one discharge lipid droplet for producing the lipid membrane 1 and the next discharge lipid droplet, and is used for discharging a lipid liquid while waiting for the discharge operation. There is no particular limitation as long as the contact with the lipid solution and the aqueous solution around the lipid solution discharge nozzle 2 can be prevented by remaining at the tip of the nozzle 2. Therefore, the fluid supply amount is set to an appropriate amount that satisfies the above conditions.

又、脂質二分子膜は、水溶液中に含まれる試料質の作用によって生じる脂質二分子膜の何らかの変化(例えば、電気信号、イオン透過性、発光、蛍光、吸収スペクトル、熱変化などの変化)を利用して、水溶液中に含まれる試料の有無及びその濃度を検出するセンサプローブとして作用する。このような脂質二分子膜としては、実質的に脂質のみから構成される脂質二分子膜や、各種の蛋白質、分子や物質を導入した脂質二分子膜等が挙げられる。脂質、蛋白質、分子や物質などを適宜に選択し、測定目的あるいは測定対象などの具体的内容に応じた各種のセンサを製造することができる。   In addition, lipid bilayer membranes do not cause any changes in lipid bilayer membranes caused by the action of sample quality contained in aqueous solutions (for example, changes in electrical signals, ion permeability, luminescence, fluorescence, absorption spectra, thermal changes, etc.). Utilizing this, it acts as a sensor probe that detects the presence and concentration of the sample contained in the aqueous solution. Examples of such lipid bilayer membranes include lipid bilayer membranes substantially composed only of lipids, lipid bilayer membranes into which various proteins, molecules and substances are introduced. Various sensors according to specific contents such as the purpose of measurement or measurement object can be manufactured by appropriately selecting lipids, proteins, molecules, substances, and the like.

本実施形態に係る脂質膜作製装置に用いられる脂質としては、例えば、リン脂質、糖脂質、蛍光脂質、境界脂質、コレステロール、スフィンゴ脂質などの脂質、あるいは、合成脂質を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。   As lipids used in the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, for example, phospholipids, glycolipids, fluorescent lipids, boundary lipids, cholesterol, sphingolipids, and the like, or synthetic lipids can be used. It is not limited to these.

(作用及び効果)
本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、脂質液吐出用ノズル2へ脂質液16と流体15とを交互に供給することにより、脂質液16が脂質液吐出用ノズル2の周囲の溶液に接触せず、脂質液のエマルジョン化を防ぐことができる。又、このように、脂質液と流体とが交互に充填されていることにより、一度に吐出する脂質液の吐出量は少なくなり、ランニングコストの低下につながる。
(Action and effect)
According to the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, the lipid solution 16 contacts the solution around the lipid solution discharge nozzle 2 by alternately supplying the lipid solution 16 and the fluid 15 to the lipid solution discharge nozzle 2. Without emulsifying the lipid solution. In addition, since the lipid liquid and the fluid are alternately filled in this way, the amount of lipid liquid discharged at a time is reduced, leading to a reduction in running cost.

更に、脂質液が少ないことから、薄い脂質膜が作製され、脂質二分子膜への転化時間も短縮できる。従来、脂質多層膜から脂質二分子膜への転化には、数時間程度を要したが、本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、数秒から数分で、脂質膜を脂質多層膜から脂質二分子膜へ転化させることができる。   Furthermore, since there are few lipid liquids, a thin lipid membrane is produced and the conversion time to a lipid bilayer can also be shortened. Conventionally, conversion from a lipid multilayer to a lipid bilayer took several hours, but according to the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, a lipid membrane can be transferred from a lipid multilayer to a lipid in a few seconds to a few minutes. It can be converted to a bilayer.

従って、本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、安定した脂質二分子膜を迅速に生成することができる。   Therefore, according to the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, a stable lipid bilayer membrane can be rapidly generated.

又、本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、脂質液供給ポンプ及び流体供給ポンプを用いることにより、容易に脂質液と流体とを交互に供給することができる。   Moreover, according to the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, the lipid solution and the fluid can be easily supplied alternately by using the lipid solution supply pump and the fluid supply pump.

又、本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、吐出動作の待機中において、脂質液吐出用ノズル2の吐出する先端2aには、流体15が存在し、先端2aを流体15で塞ぐことができる。このため、脂質液16が脂質液吐出用ノズル2の周囲の溶液と接触せず、又、周囲の水溶液がノズルへ逆流しないため、エマルジョン化による脂質膜の劣化を防ぐことができる。更に、脂質液吐出用ノズル2の先端2aに残された流体によって、流体に続く脂質液の漏洩を防ぐことができる。   In addition, according to the lipid membrane manufacturing apparatus according to the present embodiment, the fluid 15 is present at the tip 2a ejected by the lipid fluid ejection nozzle 2 during standby of the ejection operation, and the tip 2a is blocked by the fluid 15. it can. For this reason, the lipid solution 16 does not come into contact with the solution around the lipid solution discharge nozzle 2, and the surrounding aqueous solution does not flow back to the nozzle, so that deterioration of the lipid membrane due to emulsification can be prevented. Further, the fluid left at the tip 2a of the lipid solution discharge nozzle 2 can prevent leakage of the lipid solution following the fluid.

又、本実施形態に係る脂質膜作製装置において、流体は、脂質液及び水溶液と反応しない不活性流体であることが好ましい。このように不活性流体を用いることにより、流体が脂質液や吐出装置周辺の溶液と反応せず、エマルジョン化を防ぎ、安定した脂質二分子膜を生成することができる。   Moreover, in the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment, the fluid is preferably an inert fluid that does not react with the lipid liquid and the aqueous solution. By using the inert fluid in this manner, the fluid does not react with the lipid solution or the solution around the discharge device, so that emulsification can be prevented and a stable lipid bilayer membrane can be generated.

(その他の実施の形態)
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described according to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、本実施形態において、供給手段として脂質液供給ポンプ及び流体供給ポンプを用いて説明したが、脂質液と流体を交互に供給できるものであればこれに限るわけではない。   For example, in the present embodiment, the lipid liquid supply pump and the fluid supply pump have been described as supply means. However, the present invention is not limited to this as long as the lipid liquid and the fluid can be alternately supplied.

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。本発明の実施の形態に係る脂質膜作製装置の効果を確かめるため、従来の脂質膜作製装置を用いた場合と、図1に示す脂質膜作製装置を用いた場合とについて、脂質二分膜の生成を行った。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In order to confirm the effect of the lipid membrane production apparatus according to the embodiment of the present invention, the generation of the lipid bilayer membrane is performed when the conventional lipid membrane production apparatus is used and when the lipid membrane production apparatus shown in FIG. 1 is used. Went.

(従来例)
従来の脂質膜作製装置を用い、脂質二分子膜の生成を行った。
(Conventional example)
A lipid bilayer was produced using a conventional lipid membrane preparation apparatus.

具体的には、デカンに溶解した5%モノオレイン脂質液を用いて、直径400μmの貫通孔に1μlの脂質液を吐出した。そして、脂質膜の変化を観察した。   Specifically, 1 μl of lipid solution was discharged into a through-hole having a diameter of 400 μm using a 5% monoolein lipid solution dissolved in decane. And the change of the lipid membrane was observed.

(結果)
結果を図4に示す。図4は、光学顕微鏡による写真であり、貫通孔径は400μmである。図4は、脂質液を吐出した直後の状態であり、脂質膜にエマルジョンが多量に含まれている。又、脂質多層膜から脂質二分子膜への転化には、3時間程度を要した。
(result)
The results are shown in FIG. FIG. 4 is a photograph taken with an optical microscope, and the through-hole diameter is 400 μm. FIG. 4 shows a state immediately after discharging the lipid solution, and the lipid film contains a large amount of emulsion. In addition, it took about 3 hours to convert from a lipid multilayer membrane to a lipid bilayer membrane.

(実施例)
図1に示す脂質膜作製装置を用い、脂質二分子膜の生成を行った。
(Example)
A lipid bilayer membrane was produced using the lipid membrane production apparatus shown in FIG.

具体的には、エアとデカンに溶解した5%モノオレイン脂質液とを2対1の割合で、交互にテフロンチューブに送り込み、直径400μmの貫通孔に0.5μlの脂質液を吐出した。そして、脂質膜の変化を観察した。   Specifically, air and 5% monoolein lipid solution dissolved in decane were alternately fed into a Teflon tube at a ratio of 2 to 1, and 0.5 μl of lipid solution was discharged into a through-hole having a diameter of 400 μm. And the change of the lipid membrane was observed.

(結果)
結果を図5に示す。図5は、光学顕微鏡による写真であり、貫通孔径は400μmである。
(result)
The results are shown in FIG. FIG. 5 is a photograph taken with an optical microscope, and the through-hole diameter is 400 μm.

図5(a)は、脂質液を吐出した直後の状態であり、図5(b)は、脂質液を吐出してから30秒後、図5(c)は、脂質液を吐出してから32秒後、図5(d)は、脂質液を吐出してから35秒後の状態を示している。図5(a)に示すように、エマルジョンを含まない脂質膜が作製された。更に、待機中の脂質液吐出用ノズル2から脂質液の漏洩も観察されなかった。そして、図5(b)において、虹色の脂質多層膜に転化し、図5(c)において、右上から脂質多層膜から脂質二分子膜への転化が始まり、図5(d)において、脂質二分子膜が虹色膜全体に広がった。   FIG. 5 (a) shows a state immediately after the lipid liquid is discharged, FIG. 5 (b) shows 30 seconds after the lipid liquid is discharged, and FIG. 5 (c) shows a state after the lipid liquid is discharged. After 32 seconds, FIG. 5 (d) shows a state 35 seconds after the lipid solution is discharged. As shown in FIG. 5 (a), a lipid membrane containing no emulsion was produced. Furthermore, no leakage of lipid liquid was observed from the lipid liquid discharge nozzle 2 during standby. Then, in FIG. 5 (b), the film is converted into a rainbow-colored lipid multilayer film, and in FIG. 5 (c), the conversion from the lipid multilayer film to the lipid bilayer starts from the upper right, and in FIG. A bilayer spread throughout the iridescent membrane.

従って、本実施形態に係る脂質膜作製装置によると、エマルジョンを含まない脂質液を作製することができ、脂質液を吐出してから35秒で、脂質二分子膜を生成することができることが分かった。又、脂質液吐出用ノズル2からの脂質液の漏洩を防ぐことができることが分かった。   Therefore, it can be seen that the lipid membrane production apparatus according to the present embodiment can produce a lipid liquid that does not contain an emulsion, and can produce a lipid bilayer membrane in 35 seconds after the lipid liquid is discharged. It was. It was also found that the leakage of the lipid solution from the lipid solution discharge nozzle 2 can be prevented.

本実施形態に係る脂質膜作製装置の構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of a lipid membrane production apparatus according to the present embodiment. 図1におけるチューブの拡大図である。It is an enlarged view of the tube in FIG. 図1における脂質液吐出用ノズルの拡大図である。It is an enlarged view of the nozzle for lipid liquid discharge in FIG. 従来例における脂質二分子膜の生成を示す光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph which shows the production | generation of the lipid bilayer membrane in a prior art example. 実施例における脂質二分子膜の生成を示す光学顕微鏡写真である。It is an optical micrograph which shows the production | generation of the lipid bilayer in an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…脂質膜
2…脂質液吐出用ノズル
2a…先端
3…サンプル液収容部
4…基準液収容部
5…隔壁
6、7…電極
8…計測装置
9…記録計
11…脂質液供給ポンプ
12…流体供給ポンプ
13…合流部
14…チューブ
15…流体
16…脂質液
20…基準液流通口
21…サンプル液流通口

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lipid film 2 ... Lipid liquid discharge nozzle 2a ... Tip 3 ... Sample liquid storage part 4 ... Reference liquid storage part 5 ... Partition wall 6, 7 ... Electrode 8 ... Measuring device 9 ... Recorder 11 ... Lipid liquid supply pump 12 ... Fluid supply pump 13 ... Merging section 14 ... Tube 15 ... Fluid 16 ... Lipid liquid 20 ... Reference liquid flow port 21 ... Sample liquid flow port

Claims (4)

第1の水溶液収容部と、第2の水溶液収容部と、前記第1の水溶液収容部と前記第2の水溶液収容部との間に位置し、貫通孔を有する隔壁と、脂質液を前記貫通孔に吐出する吐出手段とを備える脂質膜作製装置であって、
前記吐出手段へ前記脂質液と流体とを交互に供給する供給手段を備えることを特徴とする脂質膜作製装置。
A first aqueous solution container, a second aqueous solution container, a partition wall located between the first aqueous solution container and the second aqueous solution container, and having a through hole; A lipid membrane production apparatus comprising a discharge means for discharging into a hole,
A lipid membrane production apparatus comprising supply means for alternately supplying the lipid liquid and fluid to the discharge means.
前記供給手段は、前記脂質液を供給するポンプ及び前記流体を供給するポンプであることを特徴とする請求項1に記載の脂質膜作製装置。   The lipid membrane production apparatus according to claim 1, wherein the supply means is a pump for supplying the lipid liquid and a pump for supplying the fluid. 吐出動作の待機中において、前記吐出手段の吐出する先端には、前記流体が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の脂質膜作製装置。   3. The lipid membrane production apparatus according to claim 1, wherein the fluid is present at a distal end of the ejection unit during standby of the ejection operation. 4. 前記流体は、前記脂質液及び水溶液と反応しない不活性流体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の脂質膜作製装置。

The lipid film production apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the fluid is an inert fluid that does not react with the lipid solution and the aqueous solution.

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