Precise measurement of bioluminescence and chemiluminescence reaction quantum yield

生物发光和化学发光反应量子产率的精确测量

• 批准号: 21K05321
• 负责人: 丹羽 一樹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05321/
• 关键词: 生物発光; 量子収率; qNMR; 分光放射計測

初年度において、発光基質ホタルルシフェリンの定量の前提となる基質特性評価を行い、吸湿性、安定性あるいは純度に起因する補正要因を明らかにした。本年度は、基質の定量に必要なHPLC定量システムを構築した。基質ルシフェリンには非発光性の光学異性体があり、これを含めて定量するためにキラルカラムを用いている。これにより、HPLCにより基質定量を行いながらの発光量子収率（QY）測定の環境整備を行った。QY測定に必要なもう一つの要素である発光測定については、定量分析の前提となる検出応答度直線性についての評価を行った。これまでに我が国の光放射計量標準にトレーサブルな標準電球により絶対分光応答度を校正した積分球式分光放射計により、発光反応により放出される光子数を測定する方法を確立していたが、本研究計画において対象としている微弱な発光と標準電球では光量が大きく異なる。そのため、検出器のリニアリティの評価が重要となる。実際に、光電子増倍管の検出では、シグナル強度が10^5程度異なると10%以上の補正が必要となることがあることが確かめられた。これに関連して、発光反応溶液の絶対発光量の測定技術を活用し、発光測定装置（ルミノメータ、プレートリーダ等）の管理に使用する微弱LED参照光源の絶対発光量の測定法を確立し、その方法について論文発表を行った。またQY測定の対象となる発光反応系について、condensate（凝集体、コンデンセート）中での発光特性の評価を行った。その結果、顕著なQYの上昇が認められ、これについては論文発表（Chem. Comm.）を行った。

In the early years, the quantitative conditions of the light-emitting matrix, the matrix characteristics, the hygroscopicity, the stability, the purity, and the correction factors were clarified. This year, the matrix quantitative analysis is necessary to construct HPLC quantitative analysis system. The matrix is composed of non-optically active optical heterotropes, and the matrix is used for quantitative analysis. The determination of fluorescence quantum yield (QY) and environmental conditions were carried out by HPLC. QY determination is necessary for the determination of light emission, quantitative analysis and linearity. The method for measuring the number of photons emitted by the standard electron sphere is established. The method for measuring the number of photons emitted by the standard electron sphere is established. It is important to review the quality of the products. In fact, the photoelectron multiplier tube detection is different, the intensity is different from 10^5, and the correction is more than 10% This paper discusses the application of the technology for measuring the amount of light emitted by the light-emitting reflective solution, the establishment of the method for measuring the amount of light emitted by the weak LED reference light source, and the management of the light-emitting measuring device (such as the light emitter and the light emitter). The evaluation of luminescence characteristics in the QY measurement system is carried out. The results of the survey, the rise of QY, and the report of the paper (Chem. Comm.) The line is long.

项目成果

Quantum yield enhancement of firefly bioluminescence with biomolecular condensates

• DOI: 10.1039/d2cc04919h
• 发表时间: 2022-10-28
• 期刊: CHEMICAL COMMUNICATIONS
• 影响因子: 4.9
• 作者: Nishihara, Ryo;Kihara, Yoshiki;Kurita, Ryoji
• 通讯作者: Kurita, Ryoji

Absolute light measurement for the investigation of bioluminescence quantum yield and standardization of bioanalysis instruments

用于生物发光量子产率研究和生物分析仪器标准化的绝对光测量

• 发表时间: 2022
• 作者: Zhiyong He;Takumi Ishizuka;Yoshitaka Hishikawa;Yan Xu;Kazuki Niwa
• 通讯作者: Kazuki Niwa