勝手に論文紹介(7月分)

お盆ですね。
辞令と共にもらった雇用条件によると、僕の身分はお盆休みに関する項目がありません。
年末年始は休んでもよい、と書いてあるので、お盆に関する記載がないということは、お盆も休んではいけない、ということでしょうか。
がんばって出勤してますが、どうも身が入らないです…

そんなわけで、今月も論文紹介です。

J. OHKUBO, N. SHNERB, and D. A. KESSLER, "Transition Phenomena Induced by Internal Noise and Quasi-Absorbing State", J. Phys. Soc. Jpn. 77 (2008) 044002.
閉じた系での化学反応におけるノイズの効果を議論した論文。理論の論文なので深いところは全然追えないのだが、細胞のような微小空間における反応において、ちょっとした濃度分布によって生じる揺らぎが大きな影響を与える、ということらしい。

J. Suzuki, A. Takano, and Y. Matsushita, "Topological effect in ring polymers investigated with Monte Carlo simulation", J. Chem. Phys. 129 (2008) 034903.
環状高分子の長さNを変えた際の分子の広がりをモンテカルロシミュレーションで議論した論文。普通の鎖状高分子の場合はNの1/2乗に比例するのだが、環状高分子ではその形状の違いのため2/5乗に比例することが理論的に予言されていた。しかし、このシミュレーションによると2/5乗よりもさらに小さくなるのではないか、ということ結果が得られた。ちなみに、職場の同僚の論文です。

J. Swenson, F. Kargl, P. Berntsen, and C. Svanberg, "Solvent and lipid dynamics of hydrated lipid bilayers by incoherent quasielastic neutron scattering", J. Chem. Phys. 129 (2008) 045101.
Si基板の上に積層させたリン脂質膜の中性子準弾性散乱実験。リン脂質:水分子が1:9ぐらいのモル比で実験をして、それぞれのダイナミクスが温度に対してどのように変化するかを調べている。が、分解能とかの関係で一番見たかった運動の異方性についてはよくわかりませんでした、という話でした。準弾性散乱の実験について少し勉強してみようと思って落としたのだが、ちょっとがっかり。

S. Aranda, K. A. Riske, R. Lipowsky, and R. Dimova, "Morphological Transitions of Vesicles Induced by Alternating Electric Fields", Biophys. J.: Biophys. Lett., L19 (2008).
リン脂質ベシクルに交流電場を印加し、ベシクルを変形させるという実験に関する論文。周波数が低いとベシクルが球から電場方向へ伸びた回転楕円体へ変形するのだが、ベシクル内の電気伝導度が外よりも低いと逆に電場方向へ縮んだ回転楕円体へと変形するらしい。

H. C. Shum, D. Lee, I. Yoon, T. Kodger, and D. A. Weitz, "Double Emulsion Templated Monodisperse Phospholipid Vesicles", Langmuir 24 (2008) 7651.
最近流行のmicrofluidicsを使って大きくて均質なリン脂質ベシクルを作る、という論文。一度W/O/Wエマルションを作って溶媒を飛ばすのだが、内側の水相に物質を容易に封入させることも可能。毎秒500個程度のベシクルが作れるらしい。果たしてこのシステムを作るのがどれくらい簡単なのかが素人には分からないのだが、これを作れる簡単なキットとか売られるようになったら買うかも。

M. Nagao, H. Seto, "Concentration dependence of shape and structure fluctuations of droplet microemulsions investigated by neutron spin echo spectroscopy", Phys. Rev. E 78 (2008) 011507.
研究室の先輩の論文。中性子スピンエコー法を用いてマイクロエマルションのダイナミクスを観測するのだが、Relative Form Factorというのを用いてエマルションを構成する膜のダイナミクス[P(q,t)]とエマルション自身のダイナミクス[S(q,t)]を分離する、という話で、その結果S(q,t)に並進拡散以外のモードが乗っている、ということを示している。

S. R.-Vargas, R. B.-Rodriguez, A. M.-Molina, M. Q.-Perez, J. Estelrich, and J. C.-Fernandez, "Growth of lipid vesicle structures: From surface fractals to mass fractals", Phys. Rev. E 78 (2008) 010902(R).
ベシクルの凝集体のフラクタル構造に対する2価カチオンの効果を静的光散乱で観察した結果に関する論文。カルシウムイオンだとmass-fractal構造になるのに対し、マグネシウムイオンだと濃度に応じてsurface-fractalからmass-fractalへの転移が見られる。そして、これはカチオンの添加によって生じる脂質のdehydrationがベシクル間の短距離相互作用に効くため、ということらしい。

J. D. Sitt, A. Amador, F. Goller, and G. B. Mindlin, "Dynamical origin of spectrally rich vocalizations in birdsong", Phys. Rev. E 78 (2008) 011905.
錦華鳥という鳥の鳴き声を解析した実験に関する論文。どうも、鳥の鳴き声って人間やら何やらの発声に関するモデルとして取り扱われているらしい。内容としては、正直あまり分からなかったが、こういうことも研究されてるんだなぁと知ることができただけでとりあえずよしとしよう。

H. Jiang and T. R. Powers, "Curvature-Driven Lipid Sorting in a Membrane Tubule", Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 018103.
リン脂質ベシクルを引っ張った際に形成されるチューブについて、複数の脂質を混合した際に相分離とどのようにカップルするか、ということに関する理論の論文。引っ張られることによって形成されるチューブともとのベシクルとの間で曲率が違うため、それによって脂質が相分離しますよ、ということを示している。

久しぶりの原子炉

先週は久しぶりに東海村へ行って、原研にあるJRR-3という原子炉で実験しました。
JRR-3は学生時代から通っているので、もう7,8年はお世話になっている、ということになります。
特に、博士課程の2,3年の頃は半分ぐらい東海村に駐在していましたので、原子炉で実験していると知り合いにいっぱい会うことになります。
今回もご多分に漏れず色々な人と近況を報告し合ったりしたのですが、みなさん元気そうでなによりでした。

さて、今回は中性子小角散乱という実験と中性子スピンエコーという実験を掛け持ちでやってました。
厳密に言うとオーバーラップしていたのは1日か2日ぐらいでしたが、やっぱ同時に実験するというのはなかなかしんどいです。
特に、中性子小角散乱実験の方は数時間おきに顔を出して作業しなきゃいけない、という割とハードなスケジュールになっていて、しかもそれを昼夜関係なく一人でやろうというのだからなかなか大変なのです。
まぁ、さすがに夜はちょっと長めに測定時間をセットして寝る、という調整はしてるので何とか持ちこたえられますが、それでも疲れたなぁと毎日考えてた気がします。
数年前ならもう少し元気だったような気がするのですが…おかしいなぁ。

バージョンアップ

東京大学物性研究所が所有しているNSE分光器(iNSE)のデータ解析プログラムESA2008をバージョンアップしました。
webページ(http://neutron-www.kek.jp/home/yamada/)からigorファイルとマニュアルがダウンロードできるようになっています。
今回は、バックグラウンドの処理を実装したので、散乱強度が弱いデータの質が改善すると期待できます。
ただ、実装に不具合が残っている可能性もありますので、もうしばらく様子を見た方がいいのかも。
あと、ついでにソースを少しだけ整理しました。
ていうか、今までが汚すぎたのですが。

あと、profileに獲得研究資金を加え、publication listを少しだけ変えました(in pressになっていたのを正式に記載)。

Vista導入

たまには仕事から少し離れた話でも。

今年は科研費(若手B)を無事もらうことができたので、パソコンを新調しました。
Dynabook SS RX1ってやつで、128GBのSSD(シリコンメモリ)を搭載しているモデルです。
こいつにはWindows Vistaがのっているんですが、性能がそこそこということもあって、まぁ割とさくさくと動いてくれてます。
ただ、言われ尽くされていることかもしれませんが…やっぱりVistaくんは使いやすいとは言い難いです。

何で使いにくいのかなぁと自分なりに分析してみたりしたのですが、結論としては「すべてが60点」感じでしょうか。
新しく強化された機能自体は悪くないものだし、コンセプトも理解できるのですが、実装が不十分だったり、インターフェースがダメだったり。
そうなるとその機能自体が悪者のように感じてきて、ストレスが倍増。
そしてさらに細かいことが気になるようになる…の悪循環って感じです。

これは最近のソフト全般にいえることかもしれませんが、「余計なこと」を「勝手にされる」ってのが一番腹が立ちます。
昔はパソコンを使う、というとパソコンを服従させる、ことだったような気がするのですが、最近はパソコンに振り回されてる、と感じる機会が増えてるような気がします(もっとも、自分が勉強をサボっているせいかもしれませんが)。
まぁ、文句ばっかり言っても始まらないので、とりあえず手なずけられるようちょっとずつ努力していきたいと思います。

以上、とりとめのない雑記でした。

勝手に論文紹介(6月分)

今月は少なめです。

G. Oukhaled, L.Bacri, J.Mathe, J. Pelta, and L. Auvray, "Effect of screening on the transport of polyelectrolytes through nanopores", Europhys. Lett. 82 (2008) 48003.
チャネルタンパクを脂質膜に埋め込み、電場をかけて荷電高分子(ここではdextran sulfate)を通す、という割とよくある実験。この研究の新しいところは、これまでの研究はほとんどが高い塩濃度、つまり電荷が十分に遮蔽される状態での実験だったのだけど、塩濃度を薄くしてDebye長がポアサイズよりも大きいような条件で実験するとどうなるか？ってことを調べたところらしい。で、結果としては高分子が十分長ければ、Debye長がポアより大きい場合に高分子が通らなくなる。まぁわかりやすい。

V. Kantsler, E. Segre and V. Steinberg, "Dynamics of interacting vesicles and rheology of vesicle suspension in shear flow", Europhys Lett. 82 (2008) 58005.
準希薄条件下にあるリン脂質ベシクルのずり流動場中におけるダイナミクスを調べた論文。これまでも孤立したベシクルで戦車のキャタピラみたいな回転運動などが報告されているが、ベシクル間に相互作用があると、長距離的な流体力学的効果によって流れに対する傾き角やベシクル自体の速度が振動するらしい。

I. Tucker, J. Penfold, R. K. Thomas, I. Grillo, J. G. Barker, and D. F. R. Mildner, "The Surface and Solution Properties of Dihexadecyl Dimethylammonium Bromide", Langmuir 24 (2008) 6509.
DHDABというイオン性界面活性剤(二本鎖のアンモニウム塩)の構造を調べた論文。似たような界面活性剤として鎖の長さが違うものが色々調べられているが、基本的に低濃度で多層膜ベシクルが、高濃度になるとラメラ相との共存状態になる、という感じ。で、この系で実験してみたところ低濃度で現れる多層膜ベシクルが二層膜なんじゃない？ってことがわかったとのこと。何か「二層」が選択的に形成されるってのにぱっと違和感を覚えるが、とりあえず実験データとしてはそういうことになってるっぽい。

A. J. Diaz, F. Albertorio, S. Daniel, and P. S. Cremer, "Double Cushions Preserve Transmembrane Protein Mobility in Supported Bilayer Systems", Langmuir 24 (2008) 6820.
基板上に作る脂質二重膜、いわゆる支持膜の作成法に関する論文。従来の方法だと、支持膜に膜貫通タンパク質を埋め込んだときに、面内での拡散がほとんど起きていない、という問題があったが、固体基板の上にタンパク質(支持膜に修飾するのとは別のもの)をひっつけてからPEGをのせるという二層構造にするとこれが改善される、ということらしい。

K. Zhang, X. Yu, L. Gao, Y. Chen, and Z. Yang, "Mesostructured Spheres of Organic/Inorganic Hybrid from Gelable Block Copolymers and Arched Nano-objects Thereof", Langmuir 24 (2008) 6542.
ゲル化するブロック共重合体PTEMPM-b-PSってのをエアロゾルするとonion-likeな多層膜やシリンダーのような内部構造ができるらしい。で、これを破壊するとナノサイズのプレートやロッドができますよ、って話らしい。

S. A. Pandit, S.-W. Chiu, E. Jakobsson, A. Grama, and H. L. Scott, "Cholesterol Packing around Lipids with Saturated and Unsaturated Chains: A Simulation Study", Langmuir 24 (2008) 6858.
生体膜につきもののコレステロールがリン脂質膜に与える影響を分子レベルで理解しようと、MDシミュレーションを行った研究。DPPC,DOPC,POPCというリン脂質との混合系でシミュレーションしたところ、POPCとの混合系でコレステロールの占有体積が一番小さくなることがわかった。で、これが実際のコレステロールの構造と比較してなぜそうなるのか？ってことを議論しているっぽい。

勝手に論文紹介(5月分)

更新頻度が低い、面白くない、と評判の当ブログですが、基本的に仕事関係のことしか書かないというコンセプトなので、なかなか変なことが書きづらいのです。とはいえ、少し反省したので、もうすこし面白いこと書くように努力します。

で、ちょっと遅れましたが毎月恒例の面白くない論文紹介です。

L. Barbosa-Barros, A. de la Maza, J. Estelrich, A. M. Linares, M. Feliz, P. Walther, R. Pons, and O. Lopez, "Penetration and Growth of DPPC/DHPC Bicelles Inside the Stratum Corneum of the Skin", Langmuir 24 (2008) 5700-5706.
最近、自分が主に取り扱っているbicelleと呼ばれる平板ミセルをskin treatmentに用いよう、という動きがあるらしく、それに対する基礎研究として皮膚の角質層にbicelleが浸透する様子をcryo-SEMで観察した研究。とりあえず、角質層とは独立にbicelleを希釈するとvesicleになった、という結果も興味深いのだが、角質層に入れてもvesicleになる、というのもおもしろそうな感じがする。似たようなものを取り扱うにしても、人によって色々な見方をするものだなぁ。

A. K. Jha, J. Lee, A. Tripathi, and A. Bose, "Three-Dimensional Confinement-Related Size Changes to Mixed-Surfactant Vesicles", Langumuir 24 (2008) 6013-6017.
2種類の界面活性剤を混ぜるとできるvesicleを、closed-packしたポリスチレンビーズの隙間に入れるとどのように構造変化するのか？というのを中性子小角散乱で調べた研究。自由体積の減少に伴う構造変化は両親媒性分子の自己組織化構造に強く影響するはずなのだけれど、それを調べた研究は少ない、というのが動機らしい。考え方自体はおもしろそうだと思うのだが、実験結果の解析が何かすごく怪しいなぁという感じでイマイチ信用できないのが残念。

A. Ghosh and J. Dey, "Effect of Hydrogen Bonding on the Physicochemical Properties and Bilayer Self-Assembly Formation of N-(2-Hydroxydodecyl)-L-alanine in Aqueous Solution", Langmuir 24 (2008) 6018-6026.
両親媒性分子間に生じる水素結合のように短距離的な引力が二分子膜構造の安定化に寄与している、という話が最近もちあがっているらしく、その効果を調べるために普通の両親媒性分子(C12Ala)と、水素を1つだけOHに置換した分子(C12HAla)とで構造の比較を行った研究。C12Alaがミセルとして安定化するのに対し、C12HAlaは球状ベシクルやチューブ等、二分子膜を基本とした構造を形成するということで、水素結合の効果が現れてますよ、ということみたい。今まで両親媒性分子間の短距離力に気をつけたことはなかったのだけど、言われてみれば確かにそうかも。なるほどねぇ。

D. Li, J. R. Dunlap, and B. Zhao, "Thermosensitive Water-Dispersible Hairy Particle-Supported Pd Nanoparticles for Catalysis of Hydrogenation in an Aqueous/Organic Biphasic System", Langmuir 24 (2008) 5911-5918.
化学反応の触媒として有効なナノ粒子だが、凝集しやすいので、うまいこと表面積を増やすために色々な方法が模索されているらしい。この論文ではpoly(t-butyl acrylate)(PtBA)という粒子にポリマーのブラシをコートした後、Pdのナノ粒子をPtBAに埋め込むことで触媒作用がある粒子ができないか、という試みをしている。実際に作成した触媒粒子だが、温度によってブラシが伸びたり縮んだりするため、相転移温度を境に反応速度が変化するらしい。

E. Rakhmatullina and W. Meier, "Solid-Supported Block Copolymer Membranes through Interfacial Adsorption of Charged Block Copolymer Vesicles", Langmuir 24 (2008) 6254-6261.
ABAブロックコポリマー(A:親水,B:疎水)が水中で作るベシクルを基板表面に落とし、基板にバイオセンサーになるようなポリマーの膜を作ろう、という研究。HOPGという疎水性の膜にベシクルを落とすとうまいこと膜はできるのだが、乾燥させると膜が壊れてしまう。一方、SiO2やmicaのような親水性の基板だとうまいこと膜を作るだけでなく、乾燥後も安定に存在できるらしい。これらの違いは基板表面にひっついた際の親水部、疎水部の配置の違いによるものだ、ということみたい。

Y. C. Jung and B. Bhushan, "Dynamic Effects of Bouncing Water Droplets on Superhydrophobic Surfaces", Langmuir 24 (2008) 6262-6269.
超撥水表面に水滴を落とすと水がバウンドする、というのはよく知られた現象なのだが、落とした速度によっては撥水表面が本来持っている撥水性(ぬれ角)が悪くなるらしい。ちゃんと読んでないのだけれど、すごく早く落としてしまうと加工した表面の溝(これが撥水性のポイント)に水が入り込んでしまい、ぬれ角が減少するのだろう、ということみたい。まぁ、言われてみれば当たり前な気もする。

L. Wang, K. J. Mutch, J. Eastoe, R. K. Heenan, and Jinfeng Dong, "Nanoemulsions Prepared by a Two-Step Low-Energy Process", Langmuir 24 (2008) 6092-6099.
普通に水・油・界面活性剤を混ぜるとマイクロエマルションができますが、最終的な組成が同じでも、一度別の組成で安定させてから作るとナノエマルションってのができることがあるらしい。で、この論文によると、ナノエマルションはいったん別の組成で安定させた際の構造によって、できあがる構造が変化するらしい。試料の調整方法によって構造が変わるというのはよくある話なのだが、まだまだちゃんとわかってないまま放ってあることってのはたくさんあるんだろうなぁ。

M. H. M. Leung, H. Colangelo, and T. W. Kee, "Encapsulation of Curcumin in Cationic Micelles Suppresses Alkaline Hydrolysis", Langmuir 24 (2008) 5672-5675.
クルコミンというウコンの有効成分をミセルの中に閉じ込めて、それが水の中に乖離していく様子を蛍光で調べた論文。で、結果としてはCTABやDTABといった陽イオン性の界面活性剤を用いるとクルコミンはあまり乖離せず、SDSのような陰イオン性の界面活性剤を用いるとクルコミンは効率的に水へと乖離していったらしい。実はクルコミンってのは3価の陰イオンなので、陰イオン性の界面活性剤からは率先的に飛び出します、という当たり前な結果みたい。

S. A. Akimov, V. A. J. Frolov, P. I. Kuzmin, J. Zimmerberg, Y. A. Chizmadzhev, and F. S. Cohen, "Domain formation in membranes caused by lipid wetting of protein", PRE 77 (2008) 051901.
生体膜内に存在するタンパク質が密集したドメイン(いわゆる脂質ラフト)について、脂質によるタンパク質のwettingとして取り扱うことでラフトの形成メカニズムを理論的に考察した論文。理論なので全然読んでないのですが、脂質ドメインの膜厚や弾性係数といったパラメータからドメインサイズを計算することができ、それが実際の脂質ラフトのサイズとだいたい一致(直径数十nm)している、ということらしい。

J. Pan, T. T. Mills, S. T. Nagle, and J. F. Nagle, "Cholesterol Perturbs Lipid Bilayers Nonuniversally", PRL 100 (2008) 198103.
このグループはX線小角散乱を使った脂質膜の構造解析に命をかけてて、今回はコレステロールの効果に着目してる様子。具体的には、いくつかの種類の脂質にコレステロールを加えていき、コレステロールの量に対して曲げ弾性、炭化水素差の秩序、膜厚がどのように変化するかを観察してる。炭化水素鎖に二重結合があるかないかで振る舞いが変わる、という結論なのだけど、何か安直な気がする。

勝手に論文紹介(4月分)

今月も懲りずに需要があるのかひたすら怪しい論文紹介をします。まぁ、こういう機会がないとダウンロードしただけで満足してしまい全く読まないので、自分にとってはちょうどよいのでしょう。きっと。でも、ちゃんとは読んでないので、間違っててもご容赦ください。

J. Fan, M. Sammalkorpi, and M. Haataja, "Domain Formation in the Plasma Membrane: Roles of Nonequilibrium Lipid Transport and Membrane Proteins", PRL 100 (2008) 178102.
いわゆる「脂質ラフト」に関するシミュレーションの論文。それだけなら特に珍しくはないのだが、ラフトに埋め込まれた膜タンパクを考慮した結果、膜タンパクのクラスターができていくっぽいよ、というのを提案している。

L. Brun, M. Pastoriza-Gallego, G. Oukhaled, J. Mathe, L. Bacri, L. Auvray, and J. Pelta, "Dynamics of Polyelectrolyte Transport through a Protein Channel as a Function of Applied Voltage", PRL 100 (2008) 158302.
印加電圧によって荷電高分子がチャネルタンパクを埋め込んだ脂質膜を透過する様子を観測した論文。透過する高分子の数やポアを透過するのに必要な時間は印加電圧に依存する。DNAを透過させる論文は割とよく見るのだが、高分子を用いたのは知らない。DNAと太さが違うので若干振る舞いが変わってるということだったが、おそらくstiffnessも効いているのではないかと思う。

F. Campelo and A. Hernandez-Machado, "Polymer-Induced Tubulation in Lipid Vesicles" PRL 100 (2008) 158103.
以前、リン脂質ベシクルに両親媒性ポリマーをアンカーすると、"Tubulation"(アメーバみたいにチューブが伸びていく)という現象が起きる、という報告[I. Tsafrir et al., PRL 91 (2003) 138102]があったらしいのだが、それについて理論的に考察した論文。理論より実験に興味あるのだけど、動画とか落ちてないだろうか。

P. Riello, M. Mattiazzi, J. S. Pedersen, and A. Benedetti, "Time-Resolved in Situ Small-Angle X-ray Scattering Study of Silica Particle Formation in Nonionic Water-in-Oil Microemulsions", Langmuir 24 (2008) 5225-5228.
W/Oエマルションを利用したシリカゲル粒子の作成におけるシリカゲルの形成過程を時分割X線小角散乱で観測した論文。何となく興味があったので落としてみたのだが、ちゃんと読んでいないこともあってどの辺が特筆すべき点なのかよくわからなかった。

D. M. Spori, T. Drobek, S. Zurcher, M. Ochsner, C. Sprecher, A. Muhlebach, and N. D. Spencer, "Beyond the Lotus Effect: Roughness Influences on Wetting over a Wide Surface-Energy Range", Langmuir 24 (2008) 5411-5417.
ロータス効果(複雑な表面による撥水効果)を表面形状に対して定量的に調べた論文。golf-tee shaped micropillars (GTMs)って形状だとpinning効果が効いて親水的な成分があっても疎水的に働くらしい。

J. M. D. Lane, M. Chandross, M. J. Stevens, and G. S. Grest, "Water in Nanoconfinement between Hydrophilic Self-Assembled Monolayers", Langmuir 24 (2008) 5209-5212.
S(CH2)8COOHにnmスケールで取り囲まれた水分子の振る舞いをMDシミュレーションした論文。親水性のCOOH末端に近い水分子ほど配向し、拡散係数も減少する、という当たり前といえば当たり前の結論。

T. M. Weiss, T. Narayanan, and M. Gradzielski, "Dynamics of Spontaneous Vesicle Formation in Fluorocarbon and Hydrocarbon Surfactant Mixtures", Langmuir 24 (2008) 3759-3766.
多成分の界面活性剤混合系で形成されるSmall Uni-lamellar Vesicle(SUV)の形成過程を時分割X線小角散乱で観測した論文。最初は球状、もしくは紐状だったミセルが混じり合うと板状のミセルを形成、それが成長してある程度の大きさになるとSUVへと転移するらしい。大きくなると曲がりやすくなるので縁によるエネルギーロスを減らす方向に転移が進む、という理解でよいのだと思う。