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J-GLOBAL ID：201902232304781712   整理番号：19A0660678

蛍光ナノ秒による時空化学イメージングのための速度論的要求【JST・京大機械翻訳】

Kinetic Requirements for Spatiotemporal Chemical Imaging with Fluorescent Nanosensors

著者 (6件)： Meyer Daniel (Institute of Physical Chemistry, Goettingen University, Germany) ,  Meyer Daniel (Center for Nanoscale Microscopy and Molecular Physiology of the Brain (CNMPB), Germany) ,  Hagemann Annika (Institute of Physical Chemistry, Goettingen University, Germany) ,  Hagemann Annika (Center for Nanoscale Microscopy and Molecular Physiology of the Brain (CNMPB), Germany) ,  Kruss Sebastian (Institute of Physical Chemistry, Goettingen University, Germany) ,  Kruss Sebastian (Center for Nanoscale Microscopy and Molecular Physiology of the Brain (CNMPB), Germany)
資料名： ACS Nano  (ACS Nano)
巻： 11  号： 4  ページ： 4017-4027  発行年： 2017年 
JST資料番号： W2326A  ISSN： 1936-0851  CODEN： ANCAC3  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 蛍光ナノセンサは基礎研究と生物分析応用のための強力なツールである。個々のナノセンサは単一分子を検出することができるが,ナノセンサの集合体は検体のバルク濃度を測定するために使用できる。多重ナノセンサの集団イメージングは,ナノからマイクロスケールまでの空間的および時間的化学情報の両方を提供することができた。ナノセンサによるこのタイプの化学イメージングは,細胞(例えばニューロン)間の化学的シグナル伝達のようなプロセスを研究するのに非常に魅力的である。今までのところ,どのプロセスが解決できるか(濃度,時間,空間),そしてどのように最適なセンサが設計されるべきかは理解されていない。ここでは,濃度勾配に応答するナノセンサのアレイの蛍光画像をシミュレートするための理論的枠組みを開発した。その目的のために,分析物の結合と非結合を,モンテカルロシミュレーションと種々の速度定数(k_on,k_off)を用いて,各単一ナノセンサに対してシミュレートした。多重ナノセンサを表面に配置し,検体の濃度パターンc_A(x,y,t)に曝露した。光学顕微鏡(Abbe限界)の分解能限界と光学装置の取得速度と分解能を説明し,得られた応答画像ΔI(x,y,t)を決定した。結果として,空間および時間分解能に対する項を導入し,異なる速度定数に対する状態図をシミュレートし,センサが望ましい空間および時間分解能を与えるように設計されるべきであることを予測することを可能にした。著者らの結果は,例えば,神経伝達物質放出の画像化が,多くのシナリオにおいてk_on=10~6M-1s-1とk_off=10~2s-1の速度定数を必要とすることを示した。それはK_d>100μMの高い解離定数に対応した。この研究は,与えられた蛍光ナノセンサアレイ(速度定数,サイズ,形状,幾何学,密度)が細胞からの神経伝達物質放出のような速い濃度変化を解決できるかどうかを予測する。さらに,化学イメージング用ナノセンサを設計するための合理的な設計原理を提供した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： ニューロン ,  *蛍光 ,  バイオセンサ ,  バイオアッセイ ,  画像 ,  凝集体 ,  多重化 ,  センサ ,  シミュレーション ,  *画像処理
準シソーラス用語： 画像化 ,  速度定数 ,  単一分子 ,  ナノセンサ , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： 化学イメージング ,  単一分子法 ,  バイオセンサ ,  蛍光顕微鏡 ,  動力学 ,  シミュレーション ,  シグナル伝達

分類 (2件)： 分析機器  (CC02020S) ,  バイオアッセイ  (EA03060N)

タイトルに関連する用語 (5件)： 蛍光 ,  ナノ秒 ,  時空 ,  化学イメージング ,  速度論