Research and development of real-time microscopic analysis technique for investigating protein-aggregation process

タンパク質凝集の評価指標となる拡散係数と構造パラメーター（フラクタル次元）を正確に分析できるように、ピンホールと回折格子を用いて顕微分析用対物レンズとサンプル、及び前方散乱光(F-LS)の平行化レンズとCMOS検出器の各位置調整を行い、最適な光学系を構築した。テストサンプルに繊維状構造のパラフィンシート（～30μmt）を用い、F-SLS計測により繊維状構造体を評価したところ、フラクタル次元の値は、集光照射と球面レンズの組合せ条件で最も小さく(0.61±0.02)、平行光照射とシリンドリカルレンズの組合せが予想値(0.85～1.0）に近い値(0.88±0.01)を示した。集光照射下でも散乱光のコリメート化にシリンドリカルレンズを用いた方が、評価値が予想値に近く(0.76±0.02)、改善されることが分かった。電解質塩(NaCl)の添加による、ポリスチレン標準粒子(30nm，50nm, 100nm)の凝集、及びリゾチームの結晶化前形成凝集を開発装置でリアルタイム分析した。異なる添加塩濃度の条件下でF-LS動画撮影によりF-DLSとSLSの同時計測し解析した。塩濃度が高い場合、凝集体の拡散係数は直ぐに減少し、フラクタル次元の値は徐々に増加する傾向が共通して見られ、電解質イオンの過飽和作用による、サイズと構造密度が増す凝集化を確認した。一方、糖鎖分子によるレクチンタンパク質の架橋反応凝集化と比べて、電解質イオンによるポリスチレンとリゾチームの凝集体の拡散係数とフラクタル次元は、経時的に変動(揺らぎ)が大きく、溶液中で不均一に凝集体が形成されていることが分かった。塩イオンの過飽和によるコロイド凝集化の場合、拡散が主な要因であり、局所的な相分離が生じて微細な溶液構造が形成されたと推定される。なお、研究成果を国内学会で発表し、その一部に関し論文投稿の準備中である。

タンパク質凝集の評価指標となる拡散係数と構造パラメーター（フラクタル次元）を正確に分析できるように、ピンホールと回折格子を用いて顕微分析用対物レンズとサンプル、及び前方散乱光(F-LS)の平行化レンズとCMOS検出器の各位置調整を行い、最適な光学系を構築した。テストサンプルに繊維状構造のパラフィンシート（～30μmt）を用い、F-SLS計測により繊維状構造体を評価したところ、フラクタル次元の値は、集光照射と球面レンズの組合せ条件で最も小さく(0.61±0.02)、平行光照射とシリンドリカルレンズの組合せが予想値(0.85～1.0）に近い値(0.88±0.01)を示した。集光照射下でも散乱光のコリメート化にシリンドリカルレンズを用いた方が、評価値が予想値に近く(0.76±0.02)、改善されることが分かった。電解質塩(NaCl)の添加による、ポリスチレン標準粒子(30nm，50nm, 100nm)の凝集、及びリゾチームの結晶化前形成凝集を開発装置でリアルタイム分析した。異なる添加塩濃度の条件下でF-LS動画撮影によりF-DLSとSLSの同時計測し解析した。塩濃度が高い場合、凝集体の拡散係数は直ぐに減少し、フラクタル次元の値は徐々に増加する傾向が共通して見られ、電解質イオンの過飽和作用による、サイズと構造密度が増す凝集化を確認した。一方、糖鎖分子によるレクチンタンパク質の架橋反応凝集化と比べて、電解質イオンによるポリスチレンとリゾチームの凝集体の拡散係数とフラクタル次元は、経時的に変動(揺らぎ)が大きく、溶液中で不均一に凝集体が形成されていることが分かった。塩イオンの過飽和によるコロイド凝集化の場合、拡散が主な要因であり、局所的な相分離が生じて微細な溶液構造が形成されたと推定される。なお、研究成果を国内学会で発表し、その一部に関し論文投稿の準備中である。