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１分子スケール蛍光分析化学の創出

创建单分子规模荧光分析化学

基本信息

批准号：
20K20458
负责人：
谷口雄一
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Kyoto University (2020-2022)Institute of Physical and Chemical Research (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、１分子蛍光検出の原理を医療検体内の生体分子の検出・分析に適用することで、１分子粒度での分析化学の方法論を開拓することを目指している。本年度においては、１細胞に含まれる多数種のタンパク質を定量化する実験システムの確立を行うのと共に、測定の基盤となる１分子光学イメージング装置のさらなる改良を行った。前者においては、これまで開発してきたゲル電気泳動を基盤とする測定システムを用いて、実際に数十個のヒト細胞それぞれにおける多数種のタンパク質の定量化解析を行った。実験の当初はタンパク質に結合していない蛍光色素によるバックグラウンドが大きな問題となったが、蛍光標識の方法を最適化すると共に未反応の蛍光色素を取り除くステップを加えることで、バックグラウンドが十分に低減化できた。結果、それぞれの細胞におけるタンパク質量のばらつきが有意に、かつ再現的に存在することが実験的に確認でき、１細胞に含まれる数十種類のタンパク質の定量化が行えることが確認できた。後者においては、顕微鏡システムの再設計と最適化を行った。観察の核となる対物レンズを最近市販化された高性能のものに置き換えると共に、顕微鏡筐体の構造を熱ドリフトや振動が起こりにくくなるよう安定化した。さらに、１細胞電気泳動やELISAをより簡便に行えるよう、試料ステージにも工夫を施した。スポット検出のアルゴリズムについては、１細胞ゲル電気泳動の１レーンの解析を行うのに当初は２日程度の時間を要したが、十数時間程度になるように改良を行った。

This study is aimed at exploring the application of the principle of molecular fluorescence detection to the detection and analysis of biological molecules in medical laboratories and the methodology of molecular particle size analysis. This year, the number of cells containing most of the species was quantified, and the number of cells containing most of the species was determined. The former was developed by electrophoresis, and the latter by quantitative analysis of most species. In order to optimize the method of identifying fluorescent pigments, we need to increase the number of fluorescent pigments and decrease the number of fluorescent pigments. The results showed that the quality of the cells was determined intentionally and reproductively, and the quantity of the cells was determined quantitatively. The latter is designed and optimized for micro-mirrors. The structure of the micro-mirror housing is characterized by thermal stability and vibration. 1 cell electrokinetic ELISA is easy to perform, and the time required for sample preparation is short. The analysis of electrokinetic parameters in a single cell is performed at the beginning of a two-day period, and the analysis is performed at the end of a dozen days.