拡散現象の時空間依存性を測定する蛍光相関分光とその細胞系への応用

荧光相关光谱测量扩散现象的时空依赖性及其在细胞系统中的应用

• 批准号: 17034067
• 负责人: 丑田 公規
• 金额: $ 3.14万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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-17034067/
• 关键词: 蛍光相関分光; 細胞外マトリックス; 蛍光プローブ; GFP; レクチン; FRAP; 蛍光画像測定; 異常拡散現象; 拡散係数; 時空間依存性; ヒアルロン酸; 多角体タンパク質; 分子間相互作用; 異常拡散

今年度は、まず、異常拡散現象(Anomalous Diffusion)の理論的考察を行い、平均2乗変位と時間のプロットを行いながら、蛍光相関分光(FCS)法におけるデータ解析を理論づけた。さらに、測定にもちいる細胞外マトリックス(ECM)系の構築および蛍光プローブの探索を主として行なった。ECM系は、ヒト軟骨細胞を培養し、いくつかの形態で蛍光相関分光(FCS)の測定にもちいるのに適当な状態の試料を開発することにした。すなわち、軟骨細胞をECMとともにシート上にしたサンプル、それらをゲル状にしたサンプル、またこれらから軟骨細胞だけを除去したサンプルの3通りを用いながら測定した。どの試料においてもコンタミネーションなどの影響を除くのに苦慮し、透明度が十分高く良好なFCS測定を行うことが今のところ出来ていない。細胞試料の取り扱い方法や輸送方法を検討中である。一方、最終的な実験に用いるための蛍光プローブの検討も行った。GFPと一般的な色素を連結したFRAPタイプの色素系をもらいうけ、本研究の目的に適合するかを検討した。このタイプの色素は、ブリーチングしにくくFCS測定向けであることがわかった。また、FCCSによりより精度を上げることも出来ることがわかった。この色素は各種酵素反応の進行をモニタすることが出来るので、細胞に導入することで、顕微鏡視野下において蛍光画像測定により反応の進行を観察する実験を開始した。また、TAMRAを蛍光色素に用いた糖鎖化合物のプローブを合成したもの11種類をもらいうけ、その拡散係数の分子量依存性を測定した。球形近似を仮定した曲線から大きくはずれたが、様々な拡散時間を持つ糖鎖蛍光プローブのラインナップを作ることが出来た。またこのうち4糖糖鎖を用いたプローブではレクチン(WGA)との相互作用解析をおこない解離定数を求めることが出来た。

Our は, ま ず, abnormal company, dispersion phenomenon (Anomalous coursing together) line inspection を い の theory, average 2 乗 - a と time の プ ロ ッ ト を line い な が ら masato, 蛍 optical phase spectral method (FCS) に お け る デ ー タ parsing を theory づ け た. さ ら に, determining に も ち い る extracellular マ ト リ ッ ク ス (ECM) is の build お よ び 蛍 light プ ロ ー ブ の explore を main と し て line な っ た. ECM は, ヒ ト chondrocytes を し, い く つ か の form で 蛍 masato light phase spectral (FCS) の determines に も ち い る の に な proper state の sample を open 発 す る こ と に し た. す な わ ち, cartilage cells を ECM と と も に シ ー ト on に し た サ ン プ ル, そ れ ら を ゲ ル shape に し た サ ン プ ル, ま た こ れ ら か ら chondrocytes だ け を remove し た サ ン プ ル の 3 tong り を with い な が ら determination し た. ど の sample に お い て も コ ン タ ミ ネ ー シ ョ ン な ど の influence を except く の に GuLv し が very high transparency, good く な FCS measurement line を う こ と が today の と こ ろ out て い な い. The cell sample should be selected based on や method や transportation method を検 for である. One party, the final な experiment に, uses the な るため <s:1> 蛍 light プロ ブ ブ 検 検 検 to seek the った practice った. GFP と general な pigment を link し た FRAP タ イ プ の pigment is を も ら い う け, this research purpose の に suit す る か を beg し 検 た. こ の タ イ プ の pigment は, ブ リ ー チ ン グ し に く く FCS determination to け で あ る こ と が わ か っ た. ま た, FCCS に よ り よ り precision on を げ る こ と も out る こ と が わ か っ た. は こ の pigment enzyme reverse 応 の for を モ ニ タ す る こ と が out る の で, cell に import す る こ と で perspective, 顕 micro mirror に お い て 蛍 light portraits determination に よ り anti 応 の for を 観 examine す る be 験 を began し た. ま た, TAMRA を 蛍 photopigment に with い た sugar lock compound の プ ロ ー ブ を synthetic し た も の 11 kinds を も ら い う け, そ の の company, dispersion coefficient determination of molecular weight dependence を し た. Set spherical approximation を 仮 し た curve か ら big き く は ず れ た が, others 々 な を hold つ sugar company, scattered time lock 蛍 light プ ロ ー ブ の ラ イ ン ナ ッ プ を as る こ と が た. ま た こ の う ち 4 sugar sugar を lock with い た プ ロ ー ブ で は レ ク チ ン (WGA) と の interaction parsing を お こ な い dissociation constant を o め る こ と が た.

项目成果

Charge-carrier dynamics in polythiophene films studied by in-situ measurement of flash-photolysis time-resolved microwave conductitity (FP-TRMC) and transient optical spectroscopy (TOS)

通过原位测量闪光光解时间分辨微波电导率 (FP-TRMC) 和瞬态光谱 (TOS) 研究聚噻吩薄膜中的载流子动力学

• 发表时间: 2006
• 期刊: Philosophical Magazine 86,(9)
• 作者: A.Saeki;S.Seki;T.Sunagawa;K.Ushida;S.Tagawa
• 通讯作者: S.Tagawa

New fluorescence correlation spectroscopy enabling direct observation of spatiotemporal dependence of diffusion constants as an evidence of anomalous transport in extracellular matrices

• DOI: 10.1529/biophysj.104.048009
• 发表时间: 2005-05-01
• 期刊: BIOPHYSICAL JOURNAL
• 影响因子: 3.4
• 作者: Masuda, A;Ushida, K;Riken, TO
• 通讯作者: Riken, TO

Compact soft x-ray source using Thomson scattering

• DOI: 10.1063/1.2148619
• 发表时间: 2005-12
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: S. Kashiwagi;R. Kuroda;T. Oshima;F. Nagasawa;T. Kobuki;D. Ueyama;Y. Hama;M. Washio;K. Ushida;H. Hayano;J. Urakawa

Sub-linear Power Dependence of Coherent Optical Phonon of CdTe

CdTe 相干光学声子的亚线性功率依赖性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. 45(12)
• 作者: K.Ishioka;J.Irisawa;Y.Hironaka;M.Kitajima;K.Ushida;K.G.Nakamura
• 通讯作者: K.G.Nakamura

A theoretical method to analyze diffusion of probe molecules in nanostructured fluids by fluorescence correlation spectroscopy

荧光相关光谱分析纳米结构流体中探针分子扩散的理论方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Journal of Physical Chemistry A 109・11
• 作者: K.Seki;A.Masuda;K.Ushida;M.Tachiya
• 通讯作者: M.Tachiya