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近接場プローブ顕微鏡を用いた単一DNA分子のセンシング

使用近场探针显微镜检测单个 DNA 分子

基本信息

批准号：
11750682
负责人：
居城邦治
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、DNA分子1個のゲノムマッピングを、近接場プローブ顕微鏡を用いた蛍光観察で行うことにある。そのためには、蛍光標識された特異的オリゴヌクレオチドがハイブリッドした単一DNA分子を基板上に引き伸ばして固定化する新手法の開発、また超高感度での蛍光観察のための近接場プローブ顕微鏡へのフォトンカウンティング技術の応用が必要不可欠である。昨年度は、固体基板に引き伸ばして固定化されたDNA1分子に結合した蛍光標識プローブを調べるために、新たにフォトンカウンティングを装備した超高感度近接場プローブ顕微鏡を用いて、引き伸ばされたDNA1分子の蛍光像とDNA自身のトポグラフ像(表面の凹凸)を同時に測定した。本年度はこの手法を用いて単一DNA分子に結合した単一蛍光分子の蛍光像の測定を試みた。具体的には1)気水界面にて脂質-DNA複合体の単分子膜を形成させ、これをガラス基板に垂直引き上げ法により移し取りDNA試料を作製した。超高感度近接場プローブ顕微鏡により単一DNA分子の長さとDNAの分子量との関係を調べ、DNA一分子が完全に引き延ばされる条件を調べた。(居城邦治ら,高分子加工,50,33(2001))2)無蛍光標識二重らせんDNAを引き伸ばしてガラス基板に固定化し、FISH法を行い超高感度近接場プローブ顕微鏡で蛍光プローブの空間的位置を一分子レベルすなわちナノメーターレベルでの計測を試みた。しかし、現有のフォトカウンティングシステムでも単一蛍光分子からの蛍光信号を検出することは困難であった。今後は近接場プローブ顕微鏡の光検出部をより高感度なAPDに交換して引き続き実験を行う予定である。

The purpose of this study is to detect DNA molecules in the near field using microscopes. The development of a new method for the immobilization of a single DNA molecule on a substrate with high sensitivity to light detection and near field microscopy is essential. In the past year, solid substrates have been used to immobilize DNA1 molecules, and the optical image of DNA1 molecules and the optical image of DNA itself have been simultaneously measured. This year, the method was used to determine the binding of a DNA molecule to an optical molecule. Specifically, 1) a monomolecular film of lipid-DNA complexes is formed at the gas-water interface, and the DNA sample is transferred to the glass substrate by the vertical lifting method to prepare it. Ultra-high sensitivity near field microscopes modulate the length of a DNA molecule, the molecular weight of a DNA molecule, and the conditions under which a DNA molecule is completely introduced. 2) Non-fluorescent labeling of DNA by fluorescence microscopy, immobilization on substrate, FISH method, ultra-high sensitivity near field microscopy, spatial positioning of fluorescent particles, molecular labeling, measurement and testing. It is difficult to detect the light signal from the light molecule in the existing system. In the future, the optical detector of the near-contact micro-mirror will be switched to a high-sensitivity APD.