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

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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。