分子認識と捕捉の高精密化と画像化に関する研究

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分子の認識とその捕捉は計測科学の基盤であり、科学技術の発展を支える大きな柱である。とりわけ生命科学の領域では生理、薬理作用発現機構の解析、新規生理活性分子の探索をはじめ微量分子の追跡、定性、そして定量に欠くことのできない手法である。今日における分子不斉化合物相互の識別に代表される微少差の弁別、attomole〜zeptomoleという超高感度検出の達成は、エレクトロニクスをはじめとするハードウェアの進歩とともに、各種分子認識法、誘導体化法、検出手法などソフトウェアに関する新規な方法論の開発によるものと言える。一方、21世紀をめざす先端技術、とりわけバイオメディカルの領域では、より高度な分子識別と、分子1個という超超高感度な手法の出現を強く求めている。また、生理活性分子の作用発現機構の解析とその追跡には画像化がきわめて有用な手法であり、動的分析化学としてその重要性も増している。そこで、1)分子認識(馬場、萩中、中川、今井、後藤)、2)分子捕捉(中島、高館、本田、島田、前田、池川)、3)画像化(升島、中西)の三つのグループに分け、次の研究を行った。まず、キャピラリー電気泳動、NMR、分子モデリングを駆使した分子不斉認識能を持つ蛋白ドメインの識別機構の解明を行うとともに、低分子生理活性分子の例としてステロイドホルモンを取り上げ、抗イディオタイプ抗体を作製し、分子認識の高精密化を図り、抗ハプテン抗体など生体高分子が生体試料の前処理用機材としても有用性の高いことを証明した。一方、クマリンをはじめとする蛍光性分子の発光機構を物理化学的に解析し、新規発光分子のデザインを行い、イムノアッセイとのより効率的なハイファネーションに基礎的な検討を加えた。さらに、画像化システムに組み込む新規機能プローブ、分子プローブとしての有用性にも検討を加え、分子捕捉の高精密化に有用な知見を得た。