細胞流動・時間分解顕微ラマン分光法の開発

• 研究課題/領域番号: 18655001
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 竹内 英夫 東北大学, 大学院・ 薬学研究科, 教授 (30111454)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2007年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
• キーワード: 顕微ラマン分光 / 細胞 / マイクロチップ / 生体分子 / 構造 / 動的変化 / 薬物

研究概要

複雑な系の特定微小部位に焦点を当て、その部位の詳細な構造解析が行える顕微ラマン分光法と、単一の細胞に特定の薬物などを注入し、その後の経過を逐次追跡することが可能なマイクロ流動法を組み合わせ、薬物投与などに伴う細胞内生体分子の動的な構造変化過程を解析するための細胞流動・時間分解顕微ラマン分光法を新たに開発するために、前年度の結果を踏まえて、以下の検討を行った。細胞を圧力(加圧・吸引)によってマイクロチップ内の溝の中で流動させるための装置を用いて、流速と圧力差との関係を様々な溶液条件下で調べ、安定な流れを得るためには何が必要かを詳しく検討した。マイクロチップ上の溝の中を移動している細胞内の特定の小器官を顕微鏡下で確実に捕らえる方法として、XYステージを利用する方式を前年度に試作したが、操作に熟練を要するなどの難点も明らかになったため、改良した。顕微ラマンスペクトルの測定において、深さ方向の位置分解能を上げるためには共焦点方式の採用が不可欠であるが、従来の方式では、ラマン散乱光の強度が大きく減衰するため、分光器の入射スリットそのものを共焦点用ピンホールとして用いる新しい方式を開発した。高倍率の顕微鏡対物レンズは作動距離が短いため、マイクロチップのカバーグラスの厚さも薄くし、ラマン集光効率を改善した。上記のような検討結果を基に、細胞内生体分子の動的な構造変化過程を解析するために必要な性能を有する細胞流動・時間分解顕微ラマン分光装置の基本形を作製した。