2011 Fiscal Year Annual Research Report
テラヘルツ帯の電磁エネルギーによる血清タンパク可視化技術の研究
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22360111
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
吉村 昇 秋田大学, 学内共同利用施設等, その他 (60006674)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水戸部 一孝 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60282159)
鈴木 雅史 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60226553)
張 宏兵 秋田大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (00546088)
カビール ムハムドゥル 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (10422164)
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| Keywords | テラヘルツ / 電気泳動 / 可視化技術 / タンパク / TUNNETT / イメージング |
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| Research Abstract |
本研究では，従来，抗体反応を利用して染色しなければ可視化することができなかった血清タンパクの電気泳動技術に，テラヘルツ帯の電磁波を利用した可視化技術を組み合わせることにより，低コストに複数の生体由来物質を同定し，病態の迅速診断を可能にする検査技術を研究開発することを目的とした．そこで，当該年度は「セルロース膜電気泳動法」を利用し，タンパク，アミノ酸等の存在を迅速に可視化可能な生体由来物質に特化したテラヘルツ透過イメージング技術の構築に取り組んだ．本研究で得られた成果を以下に列記する．
①入力信号でサンプルを透過してきた信号を規格化することで計測感度を1,000～10,000階調に向上させることを意図し，これまでのテラヘルツイメージングシステムに「SBD検出器」および「Lock in Amplifier」をそれぞれ１台増設し，試料に入射するTHz波の強度をモニタすることが可能な装置構成に改良した．
②ハーフミラーを設置し，試料に入る入射波強度をモニタすることで，CW-THz波に固有の定在波が発生していることを明らかにした．
③TUNNETTおよびアパーチャ間の距離を微調するための微動ステージを組み込んだ計測系を新たに構築した．これにより，定在波が光路長に依存していることを明らかにし，試料の吸収スペクトルを収集するために最適なステージ位置の調整条件を構築した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，システムの改良を完了しており，これにより新たな課題も顕在化することができた．一方，タンパクの吸収スペクトルを計測するための分光分析装置が震災により故障したため，吸収スペクトルの計測は次年度に延期せざるを得ない状況となった．そのため，ここでは，顕在化されたCW-THz波に固有の定在波の課題解決に取り組んだ．この挙動を明らかにするために，新たに微動ステージを導入することでTUNNETTの位置をPCから調整できる様に計測系を再構築した．本装置を用いて定在波の挙動を調べた結果，THz波の透過強度がピークとなる位置が必ずしもタンパクのTHz透過イメージングに適しているわけではないことを明らかにし，再現性の高い計測技術を構築することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である次年度に実施する研究開発および到達目標を以下に挙げる．
①THzイメージング技術の構築とサンプル調製技術の確立を目指す．
②THzイメージングの特徴を活かした電気泳動後のタンパク質量分布の計測手法を考案する．
③卵白由来タンパク質のTHz領域およびFIR領域の吸収スペクトルを計測し，環境ストレスが吸収スペクトルに及ぼす影響を調べる．
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