１分子スケール蛍光分析化学の創出

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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。