2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of single-microdroplet microscope using quantum nature of light and its application to biomoleculer fluctuation
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16K05661
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
迫田 憲治 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80346767)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微小液滴 / イオントラップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小液滴の界面近傍からの発光が液滴の気液界面において全反射を繰り返すと，液滴の界面近傍に定在波が形成される．微小液滴からのレーザー発振の特徴を生かすために我々が興味をもっているのが生体膜である．我々は，直径数～数十マイクロメートルの微小液滴を空間捕捉しているが，このサイズは細胞の典型的な大きさと一致している．そこで本研究では，単一微小液滴においてモデル生体膜を形成する分子として，色素ラベルされた両親媒性分子に注目した．空間補足した単一微小液滴上に両親媒性分子による単分子膜を構築し，微小液滴に溶存した色素分子と単分子膜との間で生じるフェルスター共鳴エネルギー移動について調査を行った．両親媒性分子として，親水基がローダミン B，疎水基がオクタデシル基で構成されたオクタデシルローダミン B （ODRB），色素分子としてローダミン 700 （R700） を使用した．ODRBは微小液滴の気液界面に吸着することによって単分子膜を形成する．ODRBを溶存した微小液滴に外部から励起光を照射すると，非常に微弱な励起光強度で微小液滴からのレーザー発振が観測された．また，ODRBとR700を両方含んだ微小液滴からのレーザー発振効率を測定することによって，ODRBとR700の間で生じる励起エネルギー移動効率を計算したところ，バルク溶液よりも高効率で励起エネルギー移動が生じていることが分かった．以上の結果は，単一微小液滴上の単分子膜からのレーザー発光を観測することで，膜と溶存色素分子の相互作用を高感度に検出できることを示している．
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