熱レンズ顕微鏡をベースとした単一分子測定法の創成

基于热透镜显微镜的单分子测量方法的创建

• 批准号: 17655030
• 负责人: 北森 武彦
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17655030/
• 关键词: 単一分子; 熱レンズ顕微鏡; 暗視野法; マイクロチップ; 非蛍光性分子; 微小空間; ポリスチレン; バックグランドフリー; バックグラウンドフリー

本研究は暗視野熱レンズ法という新しい方法論を創成して、非蛍光性分子の単一分子測定へ展開することを目的としている。昨年度は、暗視野熱レンズ顕微鏡を試作して、暗視野熱レンズ測定の原理を検証した。暗視野コンデンサからプローブ光をリング状に入射して、対向した配置で励起光を集光することで、暗視野配置の熱レンズ測定がはじめて可能になった。そこで、本年度は感度の最適化に取り組んだ。最初にパルスレーザーである励起光について、パルスの繰り返し周波数とポリスチレン粒子の信号のパルス高さについて検討した。平均出力はおよそ25kHzで最大となるが、パルス波形は検討範囲で最小の周波数である1kHzで最大となった。このことはむしろパルスあたりの出力が信号の感度に影響していることを意味している。次に、共焦点光学系によるプローブ光の検出において重要であるピンホールの径について評価した。0-600μmまでピンホールの径を変えたところ、信号強度については予想通りピンホールの径とともに単調に増加した。また、信号強度とバックグランド(迷光由来)の比には最適値が存在して、およそ100μmで最大となった。さらに流速やPMTのゲインについても検討をおこなった。以上、最適化した条件でポリスチレン粒子の粒径を下げていって、検出下限を求めた。その結果、70nmの粒子まで測定することができた。この結果は、あと2桁程度検出下限を下げられれば単一分子測定が可能であることを意味している。暗視野コンデンサのレーザー光への最適化やフォトンカウンタによる高感度化で十分に可能であると考えられる。以上により、本研究の目的である暗視野熱レンズ法による単一分子測定の可能性を示すことができた。

This study is based on the dark field thermal imaging method, the creation of new methodology, and the purpose of single-molecule determination of non-optical molecules. Last year, we conducted a trial production of a dark-field thermal microscope, and demonstrated the principles of dark-field thermal measurement. Dark field vision camera, light source, incident light, and direction placement. It is possible to set up a light-gathering system and a dark-field configuration to measure the heat.そこで、This year's はsensitivityのoptimizationにtakeり组んだ. The original light is light, and the light is returning to the original light. The number of cycles is the signal of the とポリスチレン particle. The average output is 25kHz, the maximum is the maximum, and the waveform is the range, the minimum number of cycles is 1kHz, the maximum is the maximum.このことはむしろパルスあたりの output がsignal のsensitivity にeffect していることをmeaning している. Second, the confocal optical system's optical system is an important part of the optical system. 0-600μm diameter, signal strengthについてはyu figured out the りピンホールの道とともに単动に嗗加した.また, signal strength とバックグランド (the origin of the lost light) の than には optimal 〤 が existence して, およそ 100μm で MAX となった. The flow rate of PMT is very high. Above, the optimization conditions are as follows: the particle diameter of the でポリスチレン particle is lower and the lower limit is determined.そのResults, 70nmのparticlesまでmeasurementすることができた.このRESULTS は, あと2桁検Outgoing lower limit を下げられれば単one molecule determination がpossible であることをmeaning している. The dark field camera is optimized for light and has a high sensitivity. Above, the purpose of this study is to demonstrate the possibility of single-molecule measurement using the dark-field thermal imaging method.