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「RNA」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する

目次目次

原子間力顕微鏡(AFM)を用いると、RNAの構造や物性を詳細に観察できます。AFMは、試料表面に探針を近づけて、原子間力による相互作用を検出し、表面形状をナノメートルレベルで可視化できます。この記事では、「RNA」を原子間力顕微鏡(AFM)で計測する意義について解説します。

「RNA」の特性を調べたい場合

RNA分子の本来の構造や機能を保ったまま解析可能

原子間力顕微鏡(AFM)は、走査型プローブ顕微鏡の高分解能タイプで、鋭利な探針でラスタースキャンして、物質を原子スケール・ナノスケールで測定・可視化できます。

AFMは、試料を破壊せずに表面を観察できるので、RNA分子の本来の構造や機能を保ったまま解析できます。

ナノ粒子で可視化できる

トポグラフィ(形状)像によって可視化できるのは、RNAやヘミミセル、ナノ粒子、トランジスタなどの多くの天然・合成の微細構造です。また、自己組織化単分子膜や低次元材料から、フィルムやバルクサンプルにいたるまで、表面の特性評価にも非常に役立ちます。

粗さや欠陥、アモルファス・結晶相、薄膜の核生成・成長に関する情報が得られます。

「RNA」における原子間力顕微鏡(AFM)の活用事例

原子間力顕微鏡(AFM)を使用し、mRNAワクチン・mRNA医薬品の品質評価を行った事例

mRNAワクチン・mRNA医薬品は、鋳型となるプラスミドが使われることが一般的です。純度の高いmRNAを生成するためには、プラスミドDNAの直鎖化率を高めることが重要です。

原子間力顕微鏡(AFM)では、環状・直鎖状プラスミドDNAを可視化し、液中で評価できます。試料をマイカ基板に固定した後、液中でAFM観察を実施し、得られたAFM像から、DNAの鎖長を計測しました。

DNA鎖長の実測には、液中観察を行えるAFMが非常に有効です。

高速AFMを使用し品質管理を統括する複合体の動きを可視化した事例

RQT複合体の構成タンパク質のCue3とRqt4は、異常な衝突リボソームに形成されるK63型のユビキチン鎖を区別することが判明しました。高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を使用し、RQT複合体の動きの中でも、とりわけ運動性が優れる天然変性領域の可視化に成功したとされています。この研究による結果は、神経変性疾患などの発症機序の理解が深まるほか、新規治療戦略の開発につながることが期待されます。

原子間力顕微鏡(AFM)を用いるとRNA分子の本来の構造や機能を保ったまま解析可能

AFMは、トポグラフィ(形状)像によって、RNAやナノ粒子、ヘミミセル、トランジスタといった多くの天然・合成の微細構造を可視化できます。また、試料を破壊せずに表面を観察可能なので、RNA分子の本来の構造や機能を保ったまま解析できます。

サポートがしっかり受けられる
「原子間力顕微鏡(AFM)」3選

国際的に認知され、世界中の研究施設や企業で広く使用されている原子間力顕微鏡(AFM)は、高品質で信頼性が高い証明となります。 そのため、海外拠点を多数持ち、手厚いメンテナンスやサポート体制をもつメーカーを選ぶことは重要です。
ここでは海外拠点が多く、公式HPにサービスやサポートについて記載されているメーカーの原子間力顕微鏡(AFM)をセレクト。次の3製品を、導入のご参考にチェックしてみてください。

DriveAFM
(⽇本カンタム‧デザイン)
DriveAFM
画像引用元:日本カンタム・デザイン公式HP(https://www.qd-japan.com/products/driveafm/)
XYスキャン範囲|100µm×100µm
Zスキャン範囲|20µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|28bit
  • 低ノイズ/低コヒーレントのSLD光源
  • ダイレクトドライブピエゾアクチュエータ(DPA)を採用
  • Wiley Analytical Science Award 2023 を受賞

「DriveAFM」の詳細と
性能を公式HPでみる

電話で問い合わせる

Park NX20
(パークシステムズ)
Park NX20
画像引用元:パークシステムズ公式HP(https://www.parksystems.com/jp/products/research-afm/large-sample-afm)
XYスキャン範囲|100µm×100µm
Zスキャン範囲|15µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|20bit
  • 3D構造における側面傾斜角度の正確な測定
  • 高分解能電気計測モードを搭載
  • 低ノイズZ検出器による正確なAFMトポグラフィー

「Park NX20」の詳細と
性能を公式HPでみる

Dimension XR
(ブルカー)
Dimension XR
画像引用元:ブルカー公式HP(https://www.bruker-nano.jp/20200312154845)
XYスキャン範囲|90µm×90µm
Zスキャン範囲|10µm
Zノイズレベル|30pm(0.03nm)
コントローラー性能(DAC)|-
  • 独自のScanAsyst® 自動画像最適化技術を搭載
  • 材料・活性ナノスケールシステムの定量化が従来より簡単
  • 低ドリフトと低ノイズを提供

「Dimension XR」の詳細と
性能を公式HPでみる

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【選定基準】
2023年10月20日時点、Google検索で「原子間力顕微鏡 メーカー」で検索結果100位までに表示された会社と、「AFM メーカー」で検索結果100位までに表示された会社、合計22社を調査。その中から、原子間力顕微鏡(AFM)の取り扱いがあり、サービスやサポートについて公式HPに明記しており、海外拠点数が多い大手グローバル企業3社をピックアップ。

高分解能AFMを個人所有する愛好家を直撃!
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