一分子ポリマーサイエンス

单分子高分子科学

基本信息

批准号：
13895022
负责人：
岡畑恵雄
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13895022/
关键词：
DNAの配向化一分子計測一分子測定電導度

项目摘要

本研究は、これまでマスプロダクトとして取り扱われてきた高分子科学に均一な高分子鎖一分子を検出しそこで反応させるという「一分子ポリマーサイエンス」の概念を導入することを目的とし、以下の結果を得た。1)生体高分子の一分子検出…DNAやペプチドを蛍光標識し、DNAの塩基配列やペプチドのアミノ酸配列を系統的に変化させたときの水溶液中や界面での一分子の二次や三次構造変化を蛍光顕微鏡、共焦点顕微鏡、原子間力顕微鏡などを用いて観察した。具体的には、分子量30, 000bpのDNA水溶液上にカチオン性単分子膜を展開しガラス基板上に垂直浸漬法で希薄な水溶液からゆっくりと累積するとDNA鎖が一分子で伸長した状態で固定化できることを蛍光顕微鏡で確認した。同様にくし型電極上にDNA一分子を橋渡しする状態で累積し、電導度を測定したところ、10Scm^<-1>の大きな電導度が得られた。2)合成高分子の一分子検出…均一な規則性を持つ合成高分子の両末端に蛍光プローブを導入し、分子量や立体規則性あるいは側鎖官能基を系統的に変化させ、基板上でのメゾスコピックパターンや水面上でのコンフォメーション変化を観察し、合成高分子の一分子観察が可能であるか検討した。3)一分子上での反応…高感度で物質の結合量が測定できる水晶発振子や表面プラズモン共鳴(SPR)装置の表面に一分子を固定化しDNAのポリメラーゼ酵素によるテンプレート伸長反応や、レーザー光による一分子上での標識反応を観察した。

本研究的目的是将检测均匀聚合物链的单分子并使其发生反应的“单分子高分子科学”的概念引入迄今为止一直被视为大众产品的高分子科学，以及以下内容我得到了结果。 1）生物聚合物的单分子检测：对DNA或肽进行荧光标记，并根据DNA的碱基序列或肽的氨基酸序列，检测水溶液中或界面处单个分子的二级和三级结构。使用荧光显微镜、共聚焦显微镜、原子力显微镜等观察变化。具体而言，在分子量为30,000 bp的DNA水溶液上形成阳离子单分子层，并使用垂直浸渍法将其从稀水溶液中缓慢积累到玻璃基板上时，DNA链以伸长状态固定化使用荧光显微镜证实了这一点。类似地，当一分子DNA以桥接状态聚集在梳形电极上并测量电导率时，获得了10Scm 2 -1的大电导率。 2) 合成聚合物的单分子检测...在合成聚合物的两端引入具有均匀规则性的荧光探针，并系统地改变分子量、立体规整性或侧链官能团，并且可以在基质上进行检测。观察了水面上的介观图案和构象变化，并研究了是否可以观察合成聚合物的单分子。 3) 单分子反应：将单分子固定在可高灵敏度测定结合物质量的晶体振荡器或表面等离子共振(SPR)装置的表面，使用DNA聚合酶或DNA聚合酶进行模板延伸反应。我们观察了单个分子上的标记反应。