光トラップした金粒子による一分子DNA近接場顕微分析法の開発

利用光捕获金颗粒开发单分子 DNA 近场微量分析方法

• 批准号: 14702022
• 负责人: 杉浦 忠男
• 金额: $ 18.3万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14702022/
• 关键词: 近接場光学; レーザートラッピング; バイオインフォマティクス; 一分子計測; 遺伝子解析; 光計測; ナノテクノロジー

近接場顕微鏡としての安定度を高めて信号のS/Nを向上し弁別能を高めるため、実験パラメータの最適化を行い、昨年度新たに見出した金粒子からの第二次高調波発生現象を用いた実験系を試作した。さらに、フローセル中での伸張・走査・弁別・回収までを行うシステムとして試作した。実験パラメータの最適化:昨年度に引き続いて、フィードバック制御の条件最適化により金粒子の位置安定性を向上させ、S/N比が最も良くなる走査速度と蛍光励起用レーザー光強度について調べた。第二次高調波発生を用いた識別実験:昨年度おこなった非線形光学現象を利用した実験で見出した金粒子からの第二次高調波発生現象を用いてゲノム情報の一次元マッピングを試みた。試作装置にはパルス圧縮光学系を追加して顕微鏡に入射する前にプリチャープすることで集光点でのエネルギー密度を向上できるように工夫してある。現時点では、蛍光波長域(500〜600nm)に金粒子からのフォトルミネッセンスが観測されるため、DNAの染色蛍光による一次元像は得られていない。フォトルミネッセンスによる一次元マッピングについても試みているがGC含有量との比較は困難な状況である。DNAのゲノム情報解析:DNAのGC含有量の1次元分布パターンからゲノム情報解析するソフトウエア・ツールを開発した。実験システムへの組み込みを予定しているが組み込み評価実験を行った。DNAフラグメントの回収と解析実験:フローセルの出口端より所望のDNAフラグメントを回収できる機構を組み込み、DNAを回収する実験を行った。塩基配列の解析については回収DNAの量が微量であるため困難であり、さらにスループットを向上して実験を行う必要があると結論した。

Nearly meet 顕 micromirror と し て の stability degree high を め の て signal S/N を し up chemical don't can を high め る た め, be 験 パ ラ メ ー タ の optimization を い, yesterday's annual new た に shows し た gold particles か ら の second high-profile phenomenon of wave 発 raw を い た be 験 を try makes し た. Youdaoplaceholder0, フロ セ セ セ で in で で in までを to stretch, to check, to separate and to release までを in うシステムと て to て try to make た. Be 験 パ ラ メ ー タ の optimization: yesterday's annual に lead き 続 い て, フ ィ ー ド バ ッ ク suppression の conditions optimization に よ の り gold particles upward position stability を さ せ, S/N ratio is the most も が good く な る walkthrough speed と 蛍 excitation light use レ ー ザ ー light intensity に つ い て adjustable べ た. The second wave of high-profile 発 living を use い た recognition be 験 : yesterday's annual お こ な っ た nonlinear optical phenomenon を using し た be 験 で shows し た gold particles か ら の second high-profile phenomenon of wave 発 raw を い て ゲ ノ ム intelligence の a yuan マ ッ ピ ン グ を try み た. Attempt device に は パ ル ス 圧 shrinkage optics を additional し て 顕 micromirror に incident す る before に プ リ チ ャ ー プ す る こ と で set points で の エ ネ ル ギ ー density を upward で き る よ う に time し て あ る. Now point で は, 蛍 optical wavelength domain (500 ~ 600 nm) に gold particles か ら の フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス が 観 measuring さ れ る た め の staining, DNA 蛍 light に よ る a yuan as は ら れ て い な い. フ ォ ト ル ミ ネ ッ セ ン ス に よ る a yuan マ ッ ピ ン グ に つ い て も try み て い る が GC contains quantity と の is は difficult condition な で あ る. DNA の ゲ ノ ム intelligence parsing: DNA の GC contains の 1 dimensional distributions パ タ ー ン か ら ゲ ノ ム intelligence parsing す る ソ フ ト ウ エ ア · ツ ー ル を open 発 し た. The システムへ group み込みを assigned the <s:1> て るが るが るが group み込み to evaluate the 価 experimental を performance った. DNA フ ラ グ メ ン ト の back 収 と resolution be 験 : フ ロ ー セ ル の outlet よ り hoped の DNA フ ラ グ メ ン ト を back 収 で き る agency を team み 込 み, DNA を back 収 す る be 験 を line っ た. Salt base with column の parsing に つ い て は 収 DNA amount の が back trace で あ る た め difficult で あ り, さ ら に ス ル ー プ ッ ト を upward し て be 験 を line う necessary が あ る と conclusion し た.

项目成果

T.Ota, T.Sugiura, S.Kawata: "Dynamic axial position control of a laser-trapped particle by wave-front modification"Optics Letters. 28巻・6号. 465-467 (2003)

T.Ota、T.Sugiura、S.Kawata：“通过波前修改对激光捕获粒子进行动态轴向位置控制”《光学快报》第 28 卷，第 6 期。465-467 (2003)

次世代DNAマイクロアレイ計測技術

下一代DNA微阵列测量技术

• 发表时间: 2004
• 期刊: BME 18巻・3号
• 作者: 湊小太郎;杉浦忠男;菅幹生;佐藤哲大;今中良一;杉浦忠男
• 通讯作者: 杉浦忠男

"Biological Imaging and Sensing from Basic Techniques to Clinical Applications," Biological Imaging and Sensing (Edited by T.Furukawa)

《生物成像与传感从基础技术到临床应用》《生物成像与传感》（T.Furukawa 编）

• 发表时间: 2004
• 作者: S.Kawata;O.Nakamura;T.Kaneko;M.Hashimoto;K.Goto;N.I.Smith;T.Sugiura;I.Fujimasa;H.Matsumoto
• 通讯作者: H.Matsumoto

T.Ota, T.Sugiura, S.Kawata, M.Neil, T.Wilson: "Enhancement of Laser Trapping Force by Spherical Aberration Correction Using a Deformable Mirror"Jap.J.Appl.Phys.Lett.. 42巻・6B号. L701-L703 (2003)

T.Ota、T.Sugiura、S.Kawata、M.Neil、T.Wilson：“使用可变形镜通过球面像差校正增强激光捕获力”Jap.J.Appl.Phys.Lett.. 第 42 卷、6B L701-L703号（2003年）

T.Ota, T.Sugiura, S.Kawata: "Surface-force measurement with a laser-trapped microprobe in solution"Applied Physics Letters. 80巻・18号. 3448-3450 (2002)

T.Ota、T.Sugiura、S.Kawata：“在溶液中使用激光捕获微探针进行表面力测量”《应用物理快报》第 80 卷，第 18 期。3448-3450 (2002)