2019 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光ナノマルチプレクサを利用した多重分子イメージング
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17H02084
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小倉 裕介 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (20346191)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷田 純 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00183070)
西村 隆宏 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10722829)
山田 憲嗣 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教授 (70364114)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオイメージング / 応用光学 / ＤＮＡコンピュータ / 蛍光顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体分子を入力、蛍光を出力、波長符号化光を制御信号とする蛍光ナノマルチプレクサを利用した多重分子イメージング技術を開発することを目的とする。蛍光ナノマルチプレクサは、DNAの自己組織化により蛍光分子をnmオーダーの精度で配置したナノ光論理回路に基づき作製する。今年度は、多重分子イメージングに必要な機能の構築を進めた。
本手法において多種分子を視野全体で一様にイメージングするモードでは、ナノ光論理回路の時間的操作が必須となる。すなわち、時系列光信号に応じて出力が適宜変化することが求められる。加法標準形の最小項となるNOTを含むAND回路において、２変数の時系列入力を与えたところ、追随して出力が変化し、その機能を実現できた。
一方、これまでに光入出力ナノ論理回路の基本原理は確認しているが、現時点では出力信号のON/OFF比が十分ではなく、イメージング対象分子数を制限してしまう懸念がある。この問題への対策として、合成した蛍光スペクトルを符号化出力として用いることを検討した。DNA構造体を用いて蛍光分子を適切に配置し、フェルスター共鳴エネルギー移動の経路を各蛍光分子間でネットワーク状に形成することにより、多様な蛍光スペクトルが得られることを確認した。
さらに、得られた蛍光信号から対象分子量の分布を得るために、多重化スペクトルの分離手法を構築した。実験では、２種類の蛍光スペクトル符号多重化信号に対して適用したところ、良好な精度で分離することができた。本手法はより多種のスペクトル符号信号にも拡張可能であり、提案手法が扱うことのできる分子種の増大につながると期待できる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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