2015 Fiscal Year Research-status Report
表面プラズモン増強効果を利用した細胞内分子マニピュレーション手法の開発
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25600052
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
細川 千絵 国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (60435766)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光ピンセット / ナノバイオ / 表面プラズモン共鳴 / 神経細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、表面プラズモン増強効果を利用した新規光マニピュレーションにより、細胞表面の分子のみを局所的に操作し、細胞内の高次操作技術を開発する。表面プラズモン共鳴効果を利用した細胞内分子マニピュレーションの実現のため、昨年度において、神経細胞表面分子の高効率な光捕捉に成功している。本年度は、表面プラズモン共鳴効果を用いた光ピンセットの有効性を検証するため、単一ナノ粒子の光捕捉過程の蛍光解析を行い、光捕捉力の増大機構について考察した。
プラズモニックチップとして、カバーガラス上にピッチ500 nmの二次元周期構造を作製し、金属層(銀)と消光抑制層(シリカ層)を成膜したものを用いた。粒径15－20 nmの蛍光性量子ドットナノ粒子水分散液をカバーガラス、もしくはプラズモニックチップにより封入し、蛍光相関分光測定によりナノ粒子の粒子運動を計測した。プラズモニックチップの周期構造表面に波長1064 nm の光ピンセット用レーザーを集光すると、レーザー集光領域におけるナノ粒子からの二光子励起蛍光強度の自己相関関数の減衰時間はカバーガラスでの結果と比較して遅くなり、ナノ粒子が集光領域を通過する平均時間が増加した。周期構造表面における平均通過時間は、周期構造のないフラットな金属表面と比べて増加したことから、表面プラズモン共鳴効果に基づく光捕捉力の増大が示唆された。さらに、照射レーザー光強度やプラズモニックチップの銀膜厚を変化させ、効率よくナノ粒子を光捕捉するための条件について検討した。照射レーザー光強度が高い場合、或いはプラズモニックチップ表面の銀膜厚の増大に伴い、ナノ粒子の平均通過時間の増加が顕著にみられた。以上の結果は、照射レーザー光強度やプラズモニックチップの銀膜厚の変化が光捕捉力の増大に関与しており、効率良く単一ナノ粒子が捕捉される可能性を見出した。
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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
本年度の研究実施計画に基づいて研究が遂行された。単一量子ドットナノ粒子の光捕捉過程の蛍光解析を行い、表面プラズモン共鳴効果を利用した光ピンセットの有効性について検証を進め、光捕捉力の増大メカニズムについて考察した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、プラズモニックチップ上で培養した神経細胞に局在する分子の光捕捉、集合過程の蛍光解析を行い、表面プラズモン共鳴効果に基づく光捕捉力の増大メカニズムについてまとめ、成果発表を進める。
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| Causes of Carryover |
本研究に関わる経費の削減、および効率的な使用により生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
表面プラズモン共鳴効果による光捕捉力の増大機構を詳細に解析するための必要経費として、さらに成果報告のための費用として使用する予定である。
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