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プラズモニックナノ粒子を用いたマルチカラー1分子観察法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 18H04755
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

飯野 亮太  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 教授 (70403003)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords1分子計測 / 分子モーター / プラズモン共鳴 / 1分子イメージング / バイオイメージング
Outline of Annual Research Achievements

本課題では、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、および金と銀の合金(アロイ)からなるプラズモニックナノ粒子を用いた、マルチカラー1分子観察法を開発した。金ナノ粒子と銀ナノ粒子、およびその合金では、プラズモン共鳴のピークの波長が大きく異なる。この性質を利用してマルチカラー観察を達成した。
1.プラズモニックナノ粒子の表面コート法の最適化:金ナノ粒子、銀ナノ粒子、および金銀アロイナノ粒子の表面をストレプトアビジンでコートすることで、ビオチン化したタンパク質分子モーターに特異的に結合させる方法を確立した。
2.プラズモニックナノ粒子2色1分子観察光学系の時間分解能の改善:我々が以前開発した全反射型レーザー暗視野顕微鏡(Ueno BiophysJ 2010)にデュアルビュー結像光学系を導入し(Kinosita JCB 1991)、1台の検出器で2種のプラズモニックナノ粒子を同時に観察可能にした。さらに、検出器をEMCCDカメラから高速度CMOSカメラに変更し、時間分解能を50ミリ秒程度から10μ秒に改善した。
3.プラズモニックナノ粒子3色1分子観察光学系の構築:2の光学系に波長473 nmのレーザーを導入し、金:銀比が80:20のアロイナノ粒子の観察を可能にした。さらに、分光器を用いることで、シンプルな光学系による金ナノ粒子、銀ナノ粒子、金銀アロイナノ粒子の3色同時観察を可能にした。
4.脂質膜分子の拡散運動の3色同時観察:3で開発したイメージングシステムを用い、モデル脂質二重膜中のリン脂質の並進拡散運動を3色同時観察することに成功した。2つの粒子の近接によるプラズモンカップリングによる散乱波長の長波長シフトの検出にも成功した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Academia Sinica(台湾)

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      飯野亮太
    • Journal Title

      応用物理

      Volume: 87 Pages: 442-446

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      飯野亮太
    • Journal Title

      応用物理

      Volume: 87 Pages: 531-535

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    • Author(s)
      Akihiko Nakamura, Ryota Iino
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol

      Volume: 1104 Pages: 201-217

    • DOI

      10.1007/978-981-13-2158-0_10

    • ISBN
      9789811321573, 9789811321580
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      Jun Ando, Akihiko Nakamura, Mayuko Yamamoto, Ryota Iino
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      Ryota Iino
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      飯野亮太
    • Organizer
      物理学会2018年秋季大会
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    • Invited
  • [Remarks] 自然科学研究機構 分子科学研究所 飯野グループ

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/iino_g/index.html

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-08-18  

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