Pananaliksik sa Hayashi Lab

 

Pananaliksik sa Hayashi Lab

Pagsusuri ng molekular na proseso sa biointerfaces.

Tumingin ka sa iyong paligid!

Gaano karaming interface sa iyong katawan na gumagamit ng aparato na gawa sa artipisyal na materyal ang iyong mahahanap? Mula sa kosmetiko, tela at kontak lens, maraming biointerface ang pumapaligid sa atin. Kapag ang selula o buhay na tisyu ay dumikit sa isang materyal, ang mga protina sa lamad ng selula ay nakikipag-ugnayan sa ibabaw ng material at nagpapadala ng mga senyas sa selula. Ang mga senyas na ito ang nagtatakda ng pag-uugali ng selula, tulad ng pagdirikit, pagpapahaba, pagkilos, at kamatayan ng selula. Ang mga ugaling ito ay nagdudulot ng makroskopik na pagtugon ng ating katawan, tulad ng pamumuo ng dugo, tugon ng pagtanggi, at iba pa.

Sinusubukan namin unawain ang mga senyales na ito sa pamamagitan ng aming orihinal ng pamamaraan batay sa pagsusuri ng bio-surfaces at interfaces upang talakayin ang sumusunod na tanong.

  1. Anong mga konsepto ng pisika at kimika ang nasasangkot sa biocompatibility?
  2. Anong klaseng molekular na proseso ang nangyayari sa pagitan ng artipisyal na material at selula o buhay na tisyu?

 Mga Target ng Pananaliksik

  • Interaksyon ng ligand at reseptor na kasangkot sa mga prosesong ugnay sa molekular na pagkilala (kami ay interesado sa estruktura, pagbabagu-bago at dinamika ng molekyul)
  • Pagkakakilanlan at estrukturang pagsusuri ng mga protinang molekyul na nag-adsorb sa ibabaw ng mga solid na material
  • Mga molekyul ng tubig na nasa paligid ng biocompatible na materyal at ang kaugnayan nito sa biocompatibility
  • Molekular na kaganapan sa selula-materyal na interfaces

Pagsulong ng mga Orihinal na kagamitan para sa pagsusuri

Upang maobserbahan ang mga molekular na proseso sa biointerfaces, sinusubukan naming gumawa ng aming sariling at orihinal na kagamitang pagsusuri. Nakagawa kami ng mga sumusunod na pamamaraan upang siyasatin ang biointerfaces.

Atomic Force Microscopy (AFM) para sa imaging ng biointerface

Sa simula, ang AFM ay ginamit para makuha ang imahe ng nano istruktura ng mga materyal sa bakyum na kondisyon. Ngayon, ang AFM ay ginagamit para maisalarawan ang mga gawi ng biomolekyul at biointerface. Karagdag sa kombensiyonal na mga cantilever na gumagalaw sa pamamagitan ng piezo, gumawa kami ng aming orihinal na photo-thermal excitation system para umugoy ang cantilever ng walang problema sa tubig.

Tip-enhanced Raman Spectroscopy (TERS)

Gamit ang TERS, maari natin makuha ang lokal na impormasyon tungkol sa kemikal na katangian ng mga sample na may nanoscale resolution sa pamamagitan ng Raman spektra mula sa lugar na nasa ilalim ng isang metallized probe.

Ang aming mga target sample ay hindi lamang mga pangkaraniwang inorganic at organic na nano materyal at kanilang mga ibabaw. Sinusubukan namin magsuri ng iisa na protinang molekyul na pwedeng gamitin bilang “ilalim” ng mga dumikit na selula (heto ang tinatawag na “ECM” o extra-cellular matrix).

Single-Molecule Force Spectroscopy

Ang AFM ay nag-bibigay daan upang masuri ang pagdirikit (adhesion) sa antas ng iisang molekyul (single molecule). Ang mga molekyular na pakikipag-ugnayan na nagaganap sa antas ng picoNewton (pN) ay maaaring masiyasat sa pamamagitan ng aming espesyal na force measurements. Sa paraan na ito, kaya namin mailarawan ang molekyular na rekognisyon na proseso ng mga biomolekyul.

Surface Force Analysis using an Atomic Force Microscope

Pinag-aaralan din namin ang pag-uugali ng tubig sa mga biointerface gamit ang surface force analysis o pagsusuri ng puwersa sa ibabaw ng isang materyal. Sa ngayon, naitiyak namin, sa kaso ng mga ibabaw na lubos na lumalaban sa mga biomolekyul, na ang pisikal na harang ng tubig sa paligid ng mga bioinert na ibabaw ang pumipigil sa adsorption at pagdirikit (adhesion) ng mga protina at selula.

Mga salita na kaugnay sa aming pamamaraan at materyales

 

Scanning Probe Microscopy

Atomic Force Microscopy

Nanophotonics o nanofotoniks

Iisang-molekyul na force measurement ng mga peptido, protina, ligand-receptor, antibody-antigen na molekyul, at iba pa