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超高感度蛍光顕微鏡システムによる分子システムの磁気感受測定方法を開発－生体磁気感受のミクロ計測に道－(大学院理工学研究科 前田公憲准教授)

2025/1/22

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ポイント

• 生体内での磁気の影響を調べるために特化した、きわめて高感度の蛍光顕微鏡システムを自作しました。
• EMCCDカメラによる測定における磁場のモジュレーションに対する信号のデジタルロックイン検出法、SPADによるフォトンカウンティング測定を組み合わせ、微小領域における磁場効果測定を可能にしました。
• FCS実験等から観測視野中の分子数は約23個であり、極めて少ない分子数での磁場効果測定が可能である事が実証されました。
• これを用いてフラボエンザイムのモデルとなるタンパク質とフラビン分子との結合状態におけるラジカル反応の磁場効果を観測しました。蛍光の異方性の測定も可能で、分子の回転に関する情報も得られます。

概要

Sungkyunkwan大学のルイスアンテル教授(研究当時：埼玉大学特定プロジェクト研究員)、埼玉大学大学院理工学研究科の前田公憲准教授らの研究グループは、生体内における量子論的な効果であると考えられており、量子生命科学や量子生物学の中心的な課題の一つである、生体分子システムにおける光化学反応中間体の磁場効果を高感度で測定可能な蛍光顕微鏡を作製し、タンパク質とバインドしたフラビン分子系の光反応の磁場効果の高感度測定に成功しました。高感度のEMCCDカメラとフォトンカウンティング用のSPADとを組み合わせることにより、極めて少ない蛍光分子数での測定が可能となりました。