本研究課題では，濃度の異なる電解質溶液の2層をイオン交換膜やナノ流路で区切り，電解質イオンの濃度勾配による拡散を利用することで帯電した溶液を生成する．理想的には，陰・陽いずれかの単極イオンが分散する溶液が生成される．一般的に，溶液中は電気的中性条件が保たれるが，固液界面の近傍では，流路壁面の帯電に対して液中に対イオンが分散する場が形成されることが知られている．ここではまず，電気的中性条件の破れる場を生成するための手段を提案する．さらに，液中をイオンが分散する非定常過程を電気計測により明らかにして帯電を確認し，それを用いた電気伝導性の向上や電気流体力学流れの生成を実現する．In this study, two electrolyte solutions with different concentrations are divided by ion-exchange membranes of nanochannels, and as a result, electrically charged solutions are generated by using ion diffusion due to concentration gradients in electrolyte ions. Ideally, a solution in which either positive or negative monopolar ions are dispersed is produced. Generally, it is known that in electrolyte solutions, an electroneutral condition is maintained, and in the vicinity of the solid-liquid interface, a field where counter ions are dispersed in the liquid is formed due to the charging of the channel walls. Herein, we propose a method to generate a specific liquid layer in which the electroneutral condition is broken. Furthermore, clarifying the nonequilibrium process of ions dispersed in the solution and the charged condition by electrical measurements, the electrical conductivity of electrolyte solutions are improved and electrohydrodynamic flows are created.インフルエンザウイルスの宿主への感染は，細胞表面に結合したウイルスが，宿主細胞の持つ膜陥入機構（エンドサイトーシス）を巧みに利用して，細胞内部へと侵入することから始まる[1]．この細胞表面におけるウイルス―宿主間ファーストコンタクトの理解は，感染過程の全貌解明のみならず，予防法の開発においても重要である．しかし，その過程には未だ多くの謎が残っている．本研究では，高速原子間力顕微鏡（high-speed atomic force microscopy, HS-AFM）と共焦点顕微鏡のハイブリッドシステムを用い，高い時空間分解能でウイルス感染初期過程を可視化する観察系を確立した．また，インフルエンザウイルスが宿主へと侵入する際に生じる膜動態と分子動態を明らかにした．Virus entry –the very first steps of infection– is initiated by virus interaction with host cell surface, followed by virus hijacking host cell endocytic machinery to enter into host cells [1]. Elucidation of the first contact between virus and host cells is absolutely important for better understanding of entire steps of infection and the development of prophylaxis against viral infection; however, plenty of mysteries remain in the process. In this research, we utilized high-speed atomic force microscopy (HS-AFM) combined with confocal scanning microscopy and established the system to visualize the process of the very first step of viral infection with high spatiotemporal resolution. We succeeded in elucidating the relationship between membrane dynamics and molecular dynamics which occur during entry of influenza virus into host cells.40土井謙太郎36Kentaro DOI大場 雄介37Yusuke OHBA単極イオン溶液の生成・誘導と高速シグナル伝達の実現 (2017年採択)Creation and Induction of Monopolar Ion Solutions to Achieve High-Speed Signal Transmission(Project 2017)高速原子間力顕微鏡と蛍光バイオイメージングのハイブリッド顕微鏡によるインフルエンザウイルスと宿主細胞の相互作用インターフェースの動的解析（2017年採択）Dynamics analysis of the interface of interaction between influenza virus and host cells by a hybrid system comprising of atomic force and fluorescence microscopy (Project 2017)旭硝子財団 助成研究成果報告（2019）
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