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本研究では医療・食品分野の現場においてプリオン病の指標となる異常型プリオンタンパク質の高精度・迅速・同時多項目分析を目的とする新規分析システムの開発を進めてきた。具体的には、「金属ナノギャップ型光ナノアンテナの光増強効果を利用した超微小光励起空間の形成」と「微小観察領域を出入りする分子の運動を検出することで、その形状・大きさ・濃度を高感度に分析する蛍光相関分光法」の融合によりその実現を試みた。
２７年度は、より高効率に金属ナノギャップ型光ナノアンテナ(ONA)を得るため、前年度に開発した金基板上で金ナノロッド（NR）鎖を合成する方法から、ポリスチレンビーズを担体として用いる方法に変更した。続いて、光ナノアンテナを利用した蛍光相関分光分析（ONA-FCS）システムの構築を行った。計画当初、共焦点光学系（検出はAPD）とONA構造とを組み合わせて実験を行う予定であったが、ONAを光学顕微鏡下で視認するのが困難であったため、イメージングFCSのシステムを構築した。ここに、アナライザー（偏光板）を回転させる機構及び暗視野観察のシステムを組み込むことで、視野内のONAの位置及び配向を確認出来るようになり、基板上の任意のONAを多点FCSの光源として利用することが可能となった。最後に、蛍光ビーズおよび蛍光タンパク質（GFP）を対象にFCS測定を行った。現状においては、ONAの増強電場により励起された蛍光シグナルは検出されたが、有意な蛍光シグナルの揺らぎは捉えることが出来なかった。原因としては、ONA構造表面への物質の非特異吸着や強い電場勾配による光トラップ効果により、ONA近傍を試料が自由に動くことが出来ないこと、そして時間分解能の低いイメージングFCSのシステムでは分子の揺らぎを十分に検出出来ていない可能性がある。これらの問題に対しては、その表面修飾や光源の最適化により、克服することが可能であると考えられる。
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