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ナノダイヤモンド粒子およびその製造方法ならびに蛍光分子プローブおよびタンパク質の構造解析方法

国内特許コード P160013441
整理番号 (AF02P011)
掲載日 2016年11月2日
出願番号 特願2014-540890
出願日 平成25年10月10日(2013.10.10)
国際出願番号 JP2013077591
国際公開番号 WO2014058012
国際出願日 平成25年10月10日(2013.10.10)
国際公開日 平成26年4月17日(2014.4.17)
優先権データ
  • 特願2012-226721 (2012.10.12) JP
発明者
  • 白川 昌宏
  • 外間 進悟
  • 五十嵐 龍治
  • 原田 慶恵
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ナノダイヤモンド粒子およびその製造方法ならびに蛍光分子プローブおよびタンパク質の構造解析方法
発明の概要 ヘテロ原子を含む官能基で表面が修飾されておりODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子が提供される。このナノダイヤモンド粒子は化学修飾することにより生体内で利用できる蛍光分子プローブとすることができる。またこの蛍光分子プローブに含まれるNVセンターの回転運動を追跡することによりタンパク質の構造変化をリアルタイムで解析することができる。ヘテロ原子を含む官能基は、ヒドロキシル基およびヒドロキシアルキル基の少なくともいずれかの官能基、またはカルボキシル基とすることができる。
従来技術、競合技術の概要


タンパク質の構造やタンパク質等生体分子の構造解析や機能解析に使用される蛍光分子プローブとしては、種々のものが知られている。たとえば、第一級アミンと特異的に反応して蛍光性を示すフルオレスカミン等を挙げることができる。そして、蛍光分子プローブで標的タンパク質を標識し蛍光顕微鏡等を用いて観測することによって、標的タンパク質の運動や配向等といった分子構造に関する各種情報を収集できる。そして、昨今、このような蛍光分子プローブに使用される蛍光物質としてナノダイヤモンド粒子が注目されている(たとえば、特開2011-180570号公報(特許文献1))。

産業上の利用分野


本発明は、ナノダイヤモンド粒子およびその製造方法ならびに蛍光分子プローブおよびタンパク質の構造解析方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ヘテロ原子を含む官能基で表面が修飾されている、ODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項2】
前記ヘテロ原子を含む官能基は、電子供与性官能基である、請求項1に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項3】
前記ヘテロ原子を含む官能基は、ヒドロキシル基およびヒドロキシアルキル基の少なくともいずれかである、請求項1または請求項2に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項4】
前記ヘテロ原子を含む官能基は、カルボキシル基である、請求項1に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項5】
前記ナノダイヤモンド粒子は、平均粒径が1nm以上50nm以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項6】
前記ODMR強度は、1~5GHzの高周波磁場を照射したときの、励起光による蛍光発光量の減少率である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子。

【請求項7】
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子からなる粉末状試薬、または前記ナノダイヤモンド粒子を液体に分散させた試薬。

【請求項8】
ナノダイヤモンド粒子を準備する工程と、
前記ナノダイヤモンド粒子の表面に存在する官能基のうち1種以上のヘテロ原子を含む官能基の修飾率を選択的に高める処理を行なう工程と、を含む、ODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子の製造方法。

【請求項9】
前記ヘテロ原子を含む官能基はヒドロキシル基およびヒドロキシアルキル基の少なくともいずれかであり、かつ前記処理を行なう工程は還元処理を行なう工程である、請求項8に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子の製造方法。

【請求項10】
前記ヘテロ原子を含む官能基はカルボキシル基であり、かつ前記処理を行なう工程は酸化処理を行なう工程である、請求項8に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子の製造方法。

【請求項11】
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載のODMR強度が高められたNVセンターを含むナノダイヤモンド粒子を化学修飾した、蛍光分子プローブ。

【請求項12】
請求項11に記載の蛍光分子プローブからなる粉末試薬、または前記蛍光分子プローブを液体に分散させた試薬。

【請求項13】
請求項11に記載の蛍光分子プローブで標的タンパク質を標識する工程と、
標識された前記標的タンパク質に励起光および1~5GHzの高周波磁場を照射して、蛍光発光量が減少するピーク磁場周波数を検知することによって前記標的タンパク質の構造変化を検知する工程と、を備える、タンパク質の構造解析方法。

【請求項14】
前記検知する工程において、前記ピーク磁場周波数は静的な外部磁場の下で分裂しており、
前記検知する工程は、前記ピーク磁場周波数の分裂幅の大きさから、前記蛍光分子プローブに含まれるNVセンターの回転運動を検知する工程を含む、請求項13に記載のタンパク質の構造解析方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014540890thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 生命現象の解明と応用に資する新しい計測・分析基盤技術 領域
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