高集積プロテインチップ高速解析のための液晶マルチスポット蛍光偏光法の開発

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本研究では,DNA-タンパク質の結合性解析等に利用される蛍光偏光法について,その計測速度および精度を改善できるマルチスポット蛍光偏光法を提案し,液晶素子を用いたマルチスポット蛍光偏光計測システムの開発を行った.微小分子のブラウン運動は,その体積に依存して変化することが知られており,蛍光色素を標識された分子を偏光照明で照らすと,発生する蛍光の偏光度が,分子の回転ブラウン運動量に応じて変化する.この偏光度の違いを測定すれば,例えば蛍光標識された抗原とタンパク質の相互作用の有無を調べることができる.本研究では,高密度の(5100[spot/mm^2])マルチスポット直線偏光照明(直交する偏光成分の強度比8.1×10^<-3>)光学系および,同照明によって励起された微弱蛍光信号を多点同時検出できる検出光学系を設計,構築し,マルチスポット蛍光信号を取得することに成功した.また,本研究の特徴として,1台のCCDカメラで,各スポットから生じる蛍光信号において,それぞれ直交する偏光成分を,時間差無しに同時に測定できる点が挙げられる.従来技術では一般的に受光器を2つ準備し,測定信号を同期して取得するメカニズムを採用しているが,本研究ではシステムの単純化のために,ビームディスプレーサという偏光信号の分離素子を利用する.ビームディスプレーサは,複屈折性を利用して,直交する偏光成分を2つに分離する素子であり,蛍光信号を取得する冷却CCD装置の前に,ビームディスプレーサを組み込んだ結像光学系を配置すれば,1つのスポットから得られる蛍光信号を,TM面とTE面に分離して2点の蛍光信号として同時に取得できる.上記の測定装置を用い,粒径0.2μmの蛍光微粒子溶液の(5×10^<-10>Mおよび2.5×10^<-10>M)の偏光度を測定した結果,測定値のばらつきが1%前後に抑えられることを実験的に確認した.