高機能化液化色素ナノ油滴に基づく超高感度1ステップ診断デバイスの新原理創発

发现基于高功能液化染料纳米油滴的超灵敏一步诊断装置新原理

• 批准号: 21K18986
• 负责人: 久本 秀明
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18986/
• 关键词: イオン液体; 色素液体; アルカリフォスファターゼ; ナノエマルション; フェルスター共鳴エネルギー移動; 化学センサー; 機能性色素; マイクロ分析デバイス; イオン液体; 色素液体; アルカリフォスファターゼ; ナノエマルション; フェルスター共鳴エネルギー移動; 化学センサー; 機能性色素; マイクロ分析デバイス

本提案では近年我々が見出した油水界面酵素反応と高機能化色素液体ナノ油滴で、超高感度1ステップタンパク検出の新原理に直結する酵素検出用新規超高感度変色原理開拓を目的とする。今年度は昨年度原理検証に成功したクマリン誘導体を用いて混合比等の条件検討を進めた。しかしながら得られる蛍光強度変化のわずかな変化はあるものの、それ以上の変化が得られなかったことから、この分子を用いた実験系で応答の劇的な改善につなげることは困難と判断し、カチオン性蛍光色素であるアルキル化アクリジンオレンジ（AO）の利用を検討した。AOは疎水性環境では大きな発蛍光を示し、親水環境では蛍光強度が下がるため、油水界面酵素反応に伴うAOの界面付近への移動に伴う蛍光強度変化が期待できる。また、カチオン性の蛍光色素は有機相内のカウンターアニオンがスルホン酸アニオンなどの局在化アニオンの場合と、テトラフェニルホウ酸誘導体（TFPB）などの非局在化アニオンの場合で吸収スペクトルが大きく異なることがわかってきているため（Chem. Sci., 2021, 12, 15596）、この変化も利用できると考えた。ここではAOと、TFPBとのイオン対、および、アルカリフォスファターゼの基質となるリン酸誘導体（Naphthol AS TR phosphate）と疎水性テトラアルキルホスホニウムカチオンとのイオン対をそれぞれ合成した。これらのイオン対同士を混合した色素液体ナノ油滴を調製し、油水界面でのアルカリフォスファターゼとの酵素反応に伴うスペクトル変化を評価した。現在、基質分子由来の吸収スペクトルが変化していることから、油水界面酵素反応が起こっていることが確認できている。

该提案旨在开发新的超敏感性变色原理，以进行酶检测，该原理与使用油水界面酶反应和高度功能的染料液体纳米液液液直接相关。今年，我们使用了去年在原则上成功验证的香豆素衍生物来研究混合比等条件。然而，尽管荧光强度发生了略有变化，但未能获得进一步的变化，并确定使用该分子很难在实验系统中显着改善响应，并研究了阳离子荧光染料烷基化的氨基氨基氨基氨酸橙（AO）的使用。 AO在疏水环境中表现出较大的荧光，并且在亲水性环境中荧光强度降低，因此，由于AO由于油水界面酶反应而在界面附近移动时，荧光强度的变化可以预期。此外，由于已经发现，阳离子荧光染料的吸收光谱在有机阶段的反阴离子（例如磺酸盐阴离子）和诸如Tetraphenylborate诸如Tetraphenylborate衍生物（TFPB）之类的分离性阴离子（TFPB）（Chem。Sci。Sci。，2021，12，15596）的吸收光谱也有很大差异。在这里，分别合成了一对AO和TFPB的离子AO和TFPB，以及一对磷酸衍生物（Naptththol作为TR磷酸盐），该离子是碱性磷酸酶的底物和疏水四烷基磷酸阳离子的底物。通过混合这些离子对制备染料液体纳米油液滴，并评估了与碱性磷酸酶在油水界面处伴有酶反应的光谱变化。当前，源自底物分子的吸收光谱正在发生变化，并证实正在发生油水界面酶反应。