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(In Japanese)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

Patent code P110003646
File No. Y03-P615
Posted date Jun 27, 2011
Application number P2005-517241
Patent number P4213160
Date of filing Jan 19, 2005
Date of registration Nov 7, 2008
International application number JP2005000558
International publication number WO2005071405
Date of international filing Jan 19, 2005
Date of international publication Aug 4, 2005
Priority data
  • P2004-012995 (Jan 21, 2004) JP
Inventor
  • (In Japanese)竹内 昌治
  • (In Japanese)鈴木 宏明
  • (In Japanese)野地 博行
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)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
Abstract (In Japanese)装置を小型化するとともに、簡便であり、多チャンネル化を図ることができる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を提供する。
小孔14を有する水平の隔壁13の下側のマイクロ流路12にバッファ溶液18を満たし、前記隔壁13の小孔14に対応して形成されるチャンバー17とこのチャンバー17内に液だめ溝15を備え、前記バッファ溶液18で満たした小孔14上に微量の脂質溶液20を滴下し、薄い脂質溶液層21を形成し、前記チャンバー17に上部よりバッファ溶液23を滴下し、平面脂質二重膜24を形成する。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


イオンチャンネル等膜タンパク質分析のための平面脂質二重膜作製の代表的な従来方法として、はけ塗り法やLB法(Longmuir-Blodgette法)が挙げられる。両者とも、バッファを満たしたチャンバー内でテフロン(登録商標)シートなどに開けた数百ミクロン程度の小孔に、平面脂質二重膜を形成する方法であるが、前者は脂質溶液をはけで小孔に塗る方法、後者は、液体表面に脂質の単分子膜が形成されることを利用して、テフロン(登録商標)シートの両側のチャンバーの溶液表面を徐々に上昇させることによって平面脂質二重膜を形成する方法である。



図1はそのLB法による平面脂質二重膜形成法を示す模式図である。



この図において、1はテフロン(登録商標)シート、2はそのテフロン(登録商標)シート1に開口された小孔、3は表面に脂質の単分子膜4が形成される溶液、5はバッファ溶液であり、テフロン(登録商標)シート1の両側のチャンバーの溶液3表面を徐々に上昇させることによって平面脂質二重膜6を形成するようにしている。
【特許文献1】
特開平02-35941号公報
【特許文献2】
特開平05-253467号公報
【特許文献3】
特開平07-241512号公報
【特許文献4】
特表2002-505007号公報
【特許文献5】
特表2003-511679号公報
【特許文献6】
特願2003-329667号
【非特許文献1】
H.Zhu et al.,“Global Analysis of Protein Activities Using Proteome Chips”,Science,Vol.293,pp.2101-2105,2001.
【非特許文献2】
B.Alberts et al.,“Molecular Biology of the Cell;4th Ed.,”Garland Science,2002.
【非特許文献3】
C.Miller,ed.,“Ion Channel Reconstitution,”Plenum Press,1986.
【非特許文献4】
T.Ide and T.Yanagida,“An Artificial Lipid Bilayer Formed on an Agarose-Coated Glass for Simultaneous Electrical and Optical Measurement of Single Ion Channels,”Biochem.Biophys.Res.Comm.,265,pp.595-599,1999.
【非特許文献5】
T.Ide,Y.Takeuchi and T.Yanagida,“Development of an Experimental Apparatus for Simultaneous Observation of Optical and Electrical Signals from Single Ion Channels,”Single Molecules,3(1),pp.33-42,2002.
【非特許文献6】
J.T.Groves,N.Ulman,and S.G.Boxer,“Micropatterning Fluid Lipid Bilayers on Solid Supports,”Science,Vol.275,pp.651-653.
【非特許文献7】
M.Mayer et al.,“Microfabricated Teflon Membranes for Low-Noise Recording of Ion Channels in Planar Lipid Bilayers,”Biophys.J.,Vol.85,pp.2684-2695,2003.
【非特許文献8】
Fertig et al.,“Microstructured Glass Chip for Ion-Channel Electrophysiology,”Phys.Rev.E,Vol.64,040901(R),2001.
【非特許文献9】
鈴木宏明,野地博行,竹内昌治.生物物理,43巻,SUPPLEMENT 1 S118頁 B374,2003年8月

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、バイオテクノロジー、バイオチップ、膜タンパク質分析、創薬スクリーニング、バイオセンサーなどの分野に用いられる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に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 (a)小孔を有する水平の隔壁の下側のマイクロ流路にバッファ溶液を満たし、
(b)前記隔壁の小孔に対応して形成されるチャンバーと該チャンバー内の前記隔壁上に液だめ溝を備え、前記バッファ溶液で満たした小孔上に微量の脂質溶液を滴下し、薄い脂質溶液層を形成し、
(c)前記チャンバーに上部よりバッファ溶液を滴下し、平面脂質二重膜を形成することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項2】
  請求項1記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記薄い脂質溶液層の膜厚を制御することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項3】
  請求項1又は2記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記バッファ溶液に目的の膜タンパク質を組み込んだリポソーム(脂質二重膜の球形ベシクル)をいれておき、前記平面脂質二重膜と融合させ、前記膜タンパク質を前記平面脂質二重膜に組み込むことを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項4】
  請求項1記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記チャンバーを一体的に複数個形成することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項5】
  請求項4記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記複数個のチャンバーをアレイ状に形成することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項6】
  請求項4又は5記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記個々のチャンバーに異種のタンパク質を含むリポソームを与え、多種類のタンパク質を一括して同時計測できるようにすることを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項7】
  請求項4又は5記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記個々のチャンバーにおける複数種類の試薬や、複数種類のタンパク質との反応・結合を一括して同時計測できるようにすることを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項8】
  請求項4又は5記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、個々のチャンバーを温度の異なるように制御して異種のタンパク質を含むリポソームを与え、温度の異なるタンパク質を一括して同時計測できるようにすることを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法。
【請求項9】
 (a)基板と、
(b)該基板と平行に、該基板上に設けられる隔壁と、
(c)前記基板と前記隔壁との間に形成されるマイクロ流路と、
(d)前記隔壁に形成される小孔と、該小孔の周囲に形成される液だめ溝を備えるチャンバーと、
(e)該チャンバーに上部より脂質溶液及びバッファ溶液を滴下する微小注入装置を具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項10】
  請求項9記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、さらに、前記チャンバーに対応する前記基板上に形成される第1の薄膜電極と、前記液だめ溝の近傍に配置される第2の薄膜電極とを具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項11】
  請求項9又は10記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記脂質溶液層の膜厚を制御するために前記隔壁に前記液だめ溝に連通する通路を具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項12】
  請求項9又は10記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、一体的に形成される複数個のチャンバーを具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項13】
  請求項12記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記複数個のチャンバーはアレイ状に配置されることを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項14】
  請求項12又は13記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記微小注入装置が各チャンバー毎に位置決めされるカバーを具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項15】
  請求項12又は13記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、前記個々のチャンバーに異種のタンパク質を含むリポソームを与え、多種類のタンパク質を一括して同時計測する手段を具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項16】
  請求項12又は13記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成方法において、アレイ状の個々のチャンバーを温度の異なるように制御して異種のタンパク質を含むリポソームを与え、温度の異なるタンパク質を一括して同時計測する手段を具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項17】
  請求項9記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記小孔は下方から上方に向かって径が小さくなるテーパを具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項18】
  請求項9記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記隔壁はシリコン基板からなり、該シリコン基板をエッチングすることにより前記小孔を形成することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
【請求項19】
  請求項10記載の膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置において、前記第1の薄膜電極と、前記第2の薄膜電極との間に電圧を印加し、膜タンパク質の特性を計測する手段を具備することを特徴とする膜タンパク質分析用平面脂質二重膜の形成装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005517241thum.jpg
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