【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0446
利用課題名 / Title
ナノ量子センサーの細胞内局在性の解析
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
嶋田 泰佑
所属名 / Affiliation
量子科学技術研究開発機構量子生命科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
奥田泰生
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、ナノ量子センサー(e.g., 量子ドットや蛍光ナノダイヤモンド)の細胞内挙動を解明することを目的として、共焦点・超解像イメージングを駆使してナノ量子センサーの細胞内局在性を解析する。本課題で使用するモデル細胞(HeLa)は、エンドサイトーシスによりナノ量子センサーを細胞内に導入するとともに、既存試薬により当該細胞のオルガネラ(細胞核や細胞膜、ミトコンドリア)を蛍光染色している。なお、ここで使用するナノ量子センサーの表面には、標的とするオルガネラを認識する化学修飾を施している。上記細胞の超解像イメージングを駆使して、ナノ量子センサーとオルガネラの局在位置を光学的に評価することで、ナノ量子センサーの細胞内局在性を解析した。
実験 / Experimental
ナノ量子センサーの細胞内導入は、ナノ量子センサーを含む培地で細胞を24時間培養して行った。リン酸緩衝生理食塩水(PBS)による洗浄の後、既存試薬によるオルガネラの染色を行った。例えば、ミトコンドリアを認識するナノ量子センサーの局在性を評価する場合、MitoTrackerを添加した培地中でインキュベーションすることで、ミトコンドリアの染色を行った。PBSによる洗浄後、細胞をPBSに浸漬した状態で超解像顕微鏡(Nikon, N-SIM)による観察を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
ミトコンドリアを標的としたナノ量子センサー(蛍光ナノダイヤモンド)とミトコンドリアの局在性評価のための超解像イメージングを実施したところ、ナノ量子センサーの蛍光(赤)とミトコンドリアの蛍光(緑)が部分的に一致していることを観察した(図1)。なお、本イメージングでは、凝集した状態でナノ量子センサーが細胞内に導入されていることも確認されている。以上の結果から、ナノ量子センサーを標的とするオルガネラに局在させることは可能であるが、特異性の向上が必要であることが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ナノ量子センサーを導入した細胞の超解像顕微鏡画像(青：細胞核、緑：ミトコンドリア、赤：ナノ量子センサー)。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は、文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ事業の支援により、名古屋大学で実施されました。感謝申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件