人工ルシフェリン創成とデジタルバイオ分析への展開

人工荧光素的创造和数字生物分析的发展

基本信息

批准号：
22H02114
负责人：
栗田僚二
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、タンパク質の疎水性ポケット部で酸化触媒されて発光する天然に存在しないルシフェリンアナログ（人工ルシフェリンと呼称）を創成し、マイクロウエルアレイを用いたデジタルバイオ分析の検出試薬として用いることで、迅速・高感度な分析技術を提案することを目標としている。本年度は、人工ルシフェリンのライブラリー拡充を目指し、イミダゾピラジノンの2，6，8位の官能基を様々に変化させたアナログ群の合成を実施した。具体的には、2-Amino-3,5-dibromopyrazineの臭素（最終的にイミダゾピラジノン骨格の6位と8位）に各種官能基を導入したアミノピラジンを合成した。別途、各種官能基（最終的にイミダゾピラジノン骨格の2位）を有するアルデヒドを出発物質としてハロゲン化アルキルを作製後、ethyl 2,2-diethoxyacetateと反応させることで、各種官能基を有するジエトキシアセテートを合成した。最後に、アミノピラジンとジエトキシアセテートで環化反応させることで、2，6，8位に異なる官能基を有するイミダゾピラジノンアナログを合成した。加えて、マイクロウエルアレイの開発にも着手し、直径30μm、深さ10μmのマイクロウエルアレイを作製した。ガラス基板上へフォトレジスト（ZPN-1150）をフォトリソグラフィ技術によって形成した。ウエルの直径はフォトマスクのパターンサイズでコントロールし、深さ方向は、フォトレジストの粘度、および、スピンコート時の回転速度でフォトレジストの厚みのコントロールを行った。

这项研究的目的是通过创建一种非天然发生的荧光素类似物（称为人造荧光素）来提出一种快速，高度敏感的分析技术，该技术通过在蛋白质的疏水口袋中氧化催化发出光，并通过使用Microwell阵列将其用作数字生物分析的检测试剂。今年，我们已经实施了在咪唑吡替嗪酮位置2、6和8的官能团变化的模拟组的合成，以扩大人工荧光素的图书馆。具体而言，合成了氨基吡嗪，其中将各种官能团引入了2-氨基-3,5-二纤维吡咯嗪的溴（最后位于咪唑吡嗪骨架的6和8）中。另外，使用具有各种官能团的醛（最后位于咪唑吡嗪酮骨骼中定位2位）作为起始材料制备烷基卤化物，然后与乙基2,2-二甲氧乙酸乙酯反应，以合成具有各种功能组的二乙氧基乙酸酯。最后，通过合成氨基吡嗪和二甲氧乙酸酯之间的环化反应，合成了在2、6和8位置具有不同官能团的咪唑吡嗪酮类似物。此外，我们还开始开发一个微孔阵列，并产生了直径为30μm，深度为10μm的微孔阵列。通过光刻在玻璃基板上形成光孔（ZPN-1150）。井的直径受照片的模式大小控制，并且光震弹的厚度由光震托的粘度和在深度方向旋转涂层期间的旋转速度的粘度控制。