2016 Fiscal Year Annual Research Report
Biological Fluorescence Detection Based on Aggregation of Donor-acceptor Dyes
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26410105
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| Research Institution | Kurume National College of Technology |
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Principal Investigator |
石井 努 久留米工業高等専門学校, 生物応用化学科, 教授 (60346856)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 発光 / 生体検出 / ドナー・アクセプター / 糖質分解酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は引き続き、モノマー状態で消光し、会合状態で発光する色素を見出すことで発光 OFF-ON システムの基盤を構築すると同時に、本システムの生体蛍光検出の可能性を調査した。
まず、昨年度までの知見を基に糖質部を導入した水溶性トリフェニルアミン・ベンゾチアジアゾール蛍光色素の分子設計を再度検討し、水中で顕著な消光を示すシステムの構築を目指した。その結果、疎水性を低下させた母体色素にガラクトース・糖質部を導入した系が、水中で微弱な発光を示すことが判明した。昨年度までの系と比較して、蛍光強度を大きく低下できた。電子顕微鏡観察及び光散乱測定において明確な会合体の形成が確認できなかった結果からも、疎水性低下より会合体の安定性が低下し、蛍光強度の低下につながったことが支持された。
次に、ガラクトース分解酵素の蛍光検出を検討した。これまでに合成したガラクトース部位を導入した色素の緩衝溶液にガラクトース分解酵素を添加したところ、蛍光スペクトルの時間変化が進行すると同時に、蛍光強度の向上が認められた。飽和した発光スペクトルがガラクトース部を有しない色素と一致した結果、更に発光帯が短波長側にシフトした知見より、ガラクトース部が切断されたことが示唆された。その結果、親水性のガラクトース部の除去により、微弱な発光状態から発光性の会合状態に変化できた。特に、今年度新規に合成した色素による蛍光検出では、蛍光量子収率が約３倍に向上することに成功した。母体色素の疎水性低下が、大きな発光変化に繋がった結果である。以上の研究成果より、蛍光 OFF-ON 変化によるガラクトース分解酵素の蛍光検出の可能性を見出すことができた。
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