1999 Fiscal Year Annual Research Report
フォトクロミックカンチレバーによるタンパク質の疎水・親水・荷電領域の可視化
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10640384
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
安藤 敏夫 金沢大学, 理学部, 教授 (50184320)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / AFM / 蛋白質 / 物性マッピング / 疎水性 / 親水性 / 電荷 |
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| Research Abstract |
原子間力顕微鏡(AFM)は液中に在る生物試料ナノメーター世界を観察できる顕微鏡であるが、それ以外にも様々な応用が可能である。探針と試料との間に働く力は、探針と試料の物性に依存する。それ故、試料表面の科学特性をマッピングすることが可能である。多くの論文がこのことをデモンストレーションしたが、物性の未知な物質のマッピングに成功したという報告はない。ましてや、タンパク質表面の物性を観察できたという報告は全くない。その理由は、ひとつの探針を使って計測される力の大きさだけから物性を直接評価できないからである。同じ試料に対して、異なる表面の性質をもつ探針で計測される力の比較によって評価がはじめて可能になる。しかしカンチレバーを交換すると同じ試料を観察することは不可能である。そこで、光照射により、疎水性から荷電状態(プラス電荷)に変換するフォトクロミック色素(マラカイトグリーン)を探針に付けて、探針の性質を変えることを考案した。まず、探針にマラカイトグリーンを共有結合させるために、ビニルマラカイトグリーンを合成した。この色素を付けた探針で試料を走査し、紫外線照射前後で異なる力のマップが得られるかどうかを調べた。その結果、明らかに紫外線照射前後で異なるマップが得られ、また試料の高さマップには変化が無いことが確認された。この走査では、探針を試料から遠ざけていって破断が観察される距離から、破断力(吸着力)を求めている。この走査方法で確かに物性マップが得られるが、計測に時間がかかり、ドリフトの影響を大きく受ける。そこで、もっと走査を高速にできる方法を色々と試みてきた。一つの方法はカンチレバーをその共振周波数で振動させながら走査し、吸着の影響を位相のずれで検出する。或いは、試料基板をサイン波で上下させながら、カンチレバーの共振振幅の変化を検出する方法である。これらの方法でタンパク質の物性マッピングができるかどうかを現在検討している。
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