蛍光偏光法によるハイスループットタンパク質相互作用解析システムの開発

利用荧光偏振法开发高通量蛋白质相互作用分析系统

• 批准号: 16J01317
• 负责人: 若尾 摂
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01317/
• 关键词: 蛍光偏光法; 液晶; タンパク質相互作用解析

本研究では、液晶素子とイメージセンサーを用いた蛍光偏光測定法を用いて、マイクロ流体デバイス内におけるタンパク質-タンパク質相互作用などの分子間相互作用解析が可能なハイスループット解析システムを開発することを目的としている。今年度は、これまでに開発した蛍光偏光測定システムの原理的な最適化と高感度化を行った。また、小型・低コスト化を行った新たなポータブル蛍光偏光測定装置を開発した。まず、原理的な最適化を行った。本原理は、液晶素子の動作周波数とイメージセンサーのサンプリング周波数を同期させることにより、蛍光偏光の画像化を行っている。それらの周波数にずれが生じた場合、測定結果への影響が懸念されることから、その影響について検討した。その結果、同期ずれが生じた場合、蛍光偏光イムノアッセイにおける偏光度のダイナミックレンジおよび測定精度が低下し、条件の最適化が必要であるという知見を得た。次に、新たに、安価なCMOSセンサーを用いた、ポータブル蛍光偏光装置を構築した。光学系設計の改良と、PCおよび周波数制御系を装置内部に内蔵することに成功し、縦・横・高さの合計が60 cm、重さが5.5 kgのポータブルな蛍光偏光装置の開発に成功した。蛍光偏光測定を行った結果、異なる8種類各12サンプル（96サンプル同時測定）および１種類500サンプルのハイスループット蛍光偏光同時測定に成功した。必要サンプル量が従来の３万分の一(1 nL)でありながら、従来装置と同程度の測定精度であった。さらに、将来的な分子間相互作用解析にむけて、二種類の試料の混合・測定が可能なマイクロ流体デバイスを開発し試験した。本装置の、短時間、操作が容易、可搬、低コスト、ハイスループットという特長は、様々な研究分野に貢献すると考えられる。特に、網羅的な解析を必要とする生体分子間相互作用の研究において多くの貢献が期待できる。

This study で は, liquid crystal element と イ メ ー ジ セ ン サ ー を with い た 蛍 light polarization measurement を with い て, マ イ ク ロ fluid デ バ イ ス within に お け る タ ン パ ク mass - タ ン パ ク qualitative interaction な ど の intermolecular interactions resolution が may な ハ イ ス ル ー プ ッ ト parsing シ ス テ ム を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. This year, <s:1> and <s:1> れまでに have developed the な optimization, と and high-sensitivity を of the <s:1> light polarization measurement システム principle った. ま た, small size, low コ ス ト change line を っ た new た な ポ ー タ ブ ル 蛍 light polarization measurement device を open 発 し た. Youdaoplaceholder0, the な optimization of the principle を line った. This principle は, liquid crystal element の action cycle for と イ メ ー ジ セ ン サ ー の サ ン プ リ ン グ cycle for the same period を さ せ る こ と に よ り line, portraits 蛍 optical polarizing の を っ て い る. そ れ ら の cycle for に ず れ が raw じ た occasions, the determination results へ の influence が suspense さ れ る こ と か ら, そ の influence に つ い て beg し 検 た. そ の results, at the same time ず れ が raw じ た occasions, 蛍 optical polarization イ ム ノ ア ッ セ イ に お け る polarization degree の ダ イ ナ ミ ッ ク レ ン ジ お よ low precision が し and condition in determination of び の optimization が necessary で あ る と い う knowledge を た. に, new た に, Ann 価 な CMOS セ ン サ ー を with い た, ポ ー タ ブ ル 蛍 light polarization device を build し た. Design department of light の と, PC お よ び cycle system imperial system in internal に を device 蔵 す る こ と に し success, high 縦, cross, さ の combined が 60 cm, heavy さ が 5.5 kg の ポ ー タ ブ ル な 蛍 light polarization device の open 発 に successful し た. Line 蛍 light polarimetry を っ た results, different な る 8 kinds each 12 サ ン プ ル (96 サ ン プ ル simultaneous determination) お よ び 1 species 500 サ ン プ ル の ハ イ ス ル ー プ ッ ト 蛍 polarized light simultaneous determination に successful し た. It is necessary to サ プ プ プ が従 to <s:1> 30,000 times one (1 nL)であ ながら and 従 to install と with the same degree of <s:1> measurement accuracy であった. さ ら に, future な molecular interactions between analytic に む け て, two kinds の sample の mixed, determination of が may な マ イ ク ロ fluid デ バ イ ス を open 発 し test し た. This device の, short time, low が easy operation, can be moved, コ ス ト, ハ イ ス ル ー プ ッ ト と い う specialty は, others 々 な eset に contribution す る と exam え ら れ る. に, snare, analytical を な necessary と す る raw body intermolecular interactions の research に お い て more く の contribution が expect で き る.

项目成果

多サンプル同時免疫分析測定のための蛍光偏光測定システムの開発

开发用于同步多样本免疫分析测量的荧光偏振测量系统

• 发表时间: 2017
• 作者: 若尾摂;住吉研;溝口親明;真栄城正寿;石田晃彦;谷博文;重村幸治;火原彰秀;渡慶次学
• 通讯作者: 渡慶次学

Multisample Immunoassay for Mycotoxin Samples by Compact Fluorescence Polarization Analyzer

使用紧凑型荧光偏振分析仪对霉菌毒素样品进行多样品免疫分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Osamu Wakao;Ayano Nakamura;Chikaaki Mizokuchi;Ken Satou;Ken Sumiyoshi;Masatoshi Maeki;Akihiko Ishida;Hirofumi Tani;Koji Shigemura;Akihide Hibara;Manabu Tokeshi
• 通讯作者: Manabu Tokeshi

Fluorescence polarization imaging for bioanalysis using a liquid crystal and an image sensor

使用液晶和图像传感器进行生物分析的荧光偏振成像

• 发表时间: 2016
• 作者: Osamu Wakao;Masatoshi Maeki;Akihiko Ishida;Hirofumi Tani;Akihide Hibara;Manabu Tokeshi
• 通讯作者: Manabu Tokeshi

Small-Size Low-Cost High-Throughput Fluorescence Polarization Analyzer for Multisample Immunoassay in Food Testing

用于食品检测中多样品免疫分析的小型低成本高通量荧光偏振分析仪

• 发表时间: 2018
• 期刊: Proceedings of the IEEE-NANOMED 2018
• 作者: Osamu Wakao;Ayano Nakamura;Ken Satou;Chikaaki Mizokuchi;Ken Sumiyoshi;Masatoshi Maeki;Akihiko Ishida;Hirofumi Tani;Koji Shigemura;Akihide Hibara;Manabu Tokeshi
• 通讯作者: Manabu Tokeshi

小型蛍光偏光イムノアッセイ装置の開発

紧凑型荧光偏振免疫测定装置的研制

• 发表时间: 2017
• 作者: 若尾摂;住吉研;溝口親明;真栄城正寿;石田晃彦;谷博文;重村幸治;火原彰秀;渡慶次学
• 通讯作者: 渡慶次学