マイクロシステムによる1分子・オルガネラソーターと1分子機能アッセイ系の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12878127
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 船津 高志 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (00190124)
• 研究分担者: 庄子 習一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00171017) ; 月田 承一郎 京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (50155347)
• キーワード: マイクロシステム / オルガネラソーター / 1分子検出 / 蛍光顕微鏡

研究概要

マイクロシステムの微小流路の分岐点で流体の流れの方向を制御するため、チップ内部に流路の開閉を行うマイクロバルブが使われている。この方式では、バルプの開閉に機械的な部品が使われるので工作が困難になるほか、耐久性に問題がある。また、開閉に数秒を要するという欠点がある。これを克服するために、温度感受性ゲルを用いたオルガネラソーターを製作した。具体的には、温度によってゲルとゾルの相転移を可逆的に引き起こすメチルセルロースを1%溶液に加え、これをマイクロシステムの微小流路(シリコン基盤に作製したY字型流路で入り口の幅150μm、深さ50μm;出口の幅75μm、深さ50μm)に流し込む。マイクロシステムを蛍光顕微鏡システムに組み込み、流体の流れを観察しながら分岐点の下流を赤外レーザ(波長1480nm)で局所的に50℃以上に加熱することにより溶液をゲル化し、流れを塞き止めた。この方式が実際にバルプとして作用することを確認した。このシステムに高感度の蛍光検出装置を取り付け、分離システムを自動化した。すなわち、蛍光標識した目的のオルガネラを検出すると、スキャナーミラーでレーザビームを振り、回収用流知に流すようにした。この自動化により、約100ミリ秒でスイッチングできるシステムを構築できた。

研究成果

• [文献書誌] Yamaguchi, J. et al.: "Rapid functional analysis of protein-protein interactions by fluorescent C-terminal labeling and single-molecule imaging"FEBS Lett.. 502. 79-83 (2001)
• [文献書誌] Taguchi, H. et al.: "Single-molecule observation of protein-protein interactions in the chaperonin system"Nature Biotechnology. 19. 861-865 (2001)
• [文献書誌] Tadakurna, H. et al.: "Imaging of Single Fluorescent Molecules Using Video-rate Confocal Microscopy"Biochem Biophys Res Commun.. 287. 323-327 (2001)
• [文献書誌] Tashiro, K. et al.: "A Particles and Biomolecules Sorting Micro Flow System Using Thermal Gelation of Methyl Cellulose Solution"Micro Total Analysis Systems 2001. 471-473 (2001)
• [文献書誌] 多田隈尚史, 船津高志: "生きた細胞の核内mRNAの1分子蛍光イメージング"細胞工学. 20. 672-677 (2001)
• [文献書誌] Tashiro, K. et al.: "Micro Flow Switches Using Thermal Gelation of Methyl Cellulose for Biomolecules Handling"11th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators,(Transducers'01). 932-935 (2001)