JP7148136B2 - Water hardness measurement - Google Patents
Water hardness measurement Download PDFInfo
- Publication number
- JP7148136B2 JP7148136B2 JP2019006110A JP2019006110A JP7148136B2 JP 7148136 B2 JP7148136 B2 JP 7148136B2 JP 2019006110 A JP2019006110 A JP 2019006110A JP 2019006110 A JP2019006110 A JP 2019006110A JP 7148136 B2 JP7148136 B2 JP 7148136B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protein
- indicator
- luminescent
- photoprotein
- chemiluminescent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Description
本開示は、水の硬度の測定に関する。一態様において、本開示は、発光タンパク質指示薬を用いる、水の硬度の測定に関する。 The present disclosure relates to measuring water hardness. In one aspect, the present disclosure relates to measuring water hardness using a photoprotein indicator.
水の硬度は、水に含まれるカルシウムとマグネシウムの濃度から算出される指標である。水の硬度の測定方法として、例えば、o-クレゾールフタレインコンプレクソン、エリオクロムブラックT、カルマガイトなどの低分子化合物を発色試薬として利用した比色定量法が知られている(特許文献1及び2)。
Water hardness is an index calculated from the concentrations of calcium and magnesium contained in water. As a method for measuring water hardness, for example, a colorimetric method using a low-molecular-weight compound such as o-cresolphthalein complexone, eriochrome black T, and calmagite as a coloring reagent is known (
ルシフェラーゼ等の発光タンパク質は、ルシフェリンなどの発光基質の反応を触媒することで放射シグナルを生成でき、外部光源から完全に独立して発光できるタンパク質である。近年、最も明るいルシフェラーゼであるNanoLuc(Nluc)が、深海エビのOplophorusルシフェラーゼ(Oluc)を用いた遺伝子工学により開発された。最適な基質であるフリマジン(furimazine)も開発された。
さらに、発光タンパク質と蛍光タンパク質とが融合された発光タンパク質も開発された。この融合発光タンパク質では、ドナーである発光タンパク質のエネルギーが、フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)によりアクセプターである蛍光タンパク質に伝達され発光が生じる。
この融合発光タンパク質の1つ例が、ナノランタンである。Renillaルシフェラーゼとイエロー蛍光タンパク質Venusが結合され、イエローナノランタン(YNL)が作り出された。また、Renillaルシフェラーゼとオレンジ蛍光タンパク質KusabiraOrange2が結合され、オレンジナノランタン(ONL)が作り出された。
さらに、エンハンストナノランタン(eNL)シリーズが開発された。Nlucが、シアン蛍光タンパク質mTuroquoise2、グリーン蛍光タンパク質mNeonGreen、イエロー蛍光タンパク質Venus、オレンジ蛍光タンパク質mKOκ、及びレッド蛍光タンパク質tdTomatoと結合され、シアンeNL(CeNL)、グリーンeNL(GeNL)、イエローeNL(YeNL)、オレンジイエロー(OeNL)、及びレッドeNL(ReNL)が、それぞれ、作り出された(非特許文献1)。
Luminescent proteins, such as luciferases, are proteins that can catalyze the reaction of a luminescent substrate, such as luciferin, to generate a radiative signal and emit light completely independently of an external light source. Recently, the brightest luciferase, NanoLuc (Nluc), was developed by genetic engineering using deep-sea shrimp Oplophorus luciferase (Oluc). A substrate of choice, furimazine, has also been developed.
Furthermore, a luminescent protein has also been developed in which a luminescent protein and a fluorescent protein are fused. In this fusion photoprotein, the energy of the donor photoprotein is transferred to the acceptor fluorescent protein by Förster resonance energy transfer (FRET) to generate luminescence.
One example of this fusion photoprotein is the nanolantern. Renilla luciferase and the yellow fluorescent protein Venus were combined to create yellow nanolanterns (YNL). Renilla luciferase was also combined with the orange fluorescent protein KusabiraOrange2 to create orange nanolanterns (ONL).
Additionally, the enhanced nanolanthanum (eNL) series has been developed. Nluc is conjugated with cyan fluorescent protein mTuroquoise2, green fluorescent protein mNeonGreen, yellow fluorescent protein Venus, orange fluorescent protein mKOκ, and red fluorescent protein tdTomato to give cyan eNL (CeNL), green eNL (GeNL), yellow eNL (YeNL), Orange-yellow (OeNL) and red eNL (ReNL) were produced, respectively [1].
生体タンパク質には、カルシウムを結合するタンパク質や、マグネシウムを結合するタンパク質が存在する。しかし、これらのタンパク質を水の硬度の測定に利用する試みは報告されていない。
そこで、本開示は、一態様において、融合発光タンパク質を利用して水の硬度を測定する方法を提供する。
Biological proteins include proteins that bind calcium and proteins that bind magnesium. However, no attempts have been made to use these proteins to measure water hardness.
Accordingly, in one aspect, the present disclosure provides a method of measuring water hardness using a fusion photoprotein.
本開示は、一態様において、発光タンパク質指示薬を用いて水の硬度を測定する方法であって、
前記発光タンパク質指示薬に水と発光基質とを接触させること、及び、
前記発光タンパク質指示薬の発光シグナルから水の硬度を判定又は算出することを含み、
前記発光タンパク質指示薬は、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されているタンパク質であり、
前記金属イオン結合タンパク質は、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質であり、
前記発光基質は、前記化学発光タンパク質の基質である、方法に関する。
The present disclosure provides, in one aspect, a method of measuring water hardness using a photoprotein indicator, comprising:
contacting the photoprotein indicator with water and a luminescent substrate; and
determining or calculating water hardness from the luminescence signal of the photoprotein indicator;
The luminescent protein indicator has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. is a protein that contains
The metal ion binding protein is a protein having a divalent metal cation binding domain,
The luminescent substrate is a substrate of the chemiluminescent protein.
本開示は、一態様において、発光タンパク質指示薬及び前記指示薬の発光基質が配置された試薬部と、前記試薬部が形成された基材とを有する水の硬度測定用デバイスであって、前記発光タンパク質指示薬及び前記発光基質は、前記試薬部に独立して配置されている、水の硬度測定用デバイスに関する。 In one aspect, the present disclosure is a device for measuring water hardness, which includes a reagent part in which a luminescent protein indicator and a luminescent substrate of the indicator are arranged, and a substrate on which the reagent part is formed, wherein the luminescent protein The indicator and the luminescent substrate relate to a device for measuring water hardness, independently arranged in the reagent part.
本開示は、一態様において、水の硬度測定用デバイスに試料水を供給することで発せられる発光シグナルを、撮像部を備える携帯情報端末で撮像すること、及び、前記携帯情報端末が備える情報処理手段により、前記撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出することを含む、水の硬度の測定方法に関する。 In one aspect of the present disclosure, a mobile information terminal including an imaging unit captures an image of a luminescence signal emitted by supplying sample water to a device for measuring water hardness, and information processing provided by the mobile information terminal. The present invention relates to a method for measuring water hardness, including determining or calculating the hardness of water from imaging data of a luminescence signal obtained by the imaging unit.
本開示は、一態様において、水の硬度測定用デバイス、該デバイスに水を供給することで発せられる発光シグナルを撮像可能な撮像部を備える携帯情報端末、及び、撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出可能なアプリケーションソフトウェアを含む、水の硬度測定システムに関する。 In one aspect, the present disclosure provides a device for measuring water hardness, a mobile information terminal including an imaging unit capable of imaging a luminescence signal emitted by supplying water to the device, and a luminescence signal obtained by the imaging unit. The present invention relates to a water hardness measurement system including application software capable of determining or calculating water hardness from imaging data.
本開示によれば、一態様において、融合発光タンパク質を利用した水の硬度の測定方法を提供できる。
本開示によれば、その他の態様において、指示薬として1種類の融合発光タンパク質を用いる水の硬度の測定方法を提供できる。
According to the present disclosure, in one aspect, a method for measuring water hardness using a fusion photoprotein can be provided.
According to the present disclosure, in another aspect, a method for measuring water hardness using one type of fusion photoprotein as an indicator can be provided.
本開示は、生体でカルシウム結合性のタンパク質、又は、マグネシウム結合タンパク質として機能するタンパク質が、水の硬度の測定に利用できるという知見に基づく。
本開示は、また、生体でカルシウム結合性のタンパク質、又は、マグネシウム結合タンパク質として機能するタンパク質は、水の硬度測定における濃度範囲では、カルシウム及びマグネシウムの両方を結合でき、1種類の発光タンパク質指示薬を利用して総硬度を測定できるという知見に基づく。
なお、本開示において、「カルシウムを結合すること」及び「マグネシウムを結合すること」は、特に言及がない場合、「カルシウムイオンを結合すること」及び「マグネシウムイオンを結合すること」を意味しうる。
The present disclosure is based on the finding that proteins that function as calcium-binding proteins or magnesium-binding proteins in vivo can be used to measure water hardness.
The present disclosure also provides that a protein that functions as a calcium-binding protein or a magnesium-binding protein in vivo can bind both calcium and magnesium in a range of concentrations in water hardness measurements, providing a single photoprotein indicator. It is based on the knowledge that it can be used to measure the total hardness.
In the present disclosure, "binding calcium" and "binding magnesium" can mean "binding calcium ions" and "binding magnesium ions" unless otherwise specified. .
本開示において、水の硬度とは、特に言及がない場合、水中のカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの濃度から算出される総硬度を意味しうる。 In the present disclosure, water hardness may mean total hardness calculated from concentrations of calcium ions and magnesium ions in water, unless otherwise specified.
[発光タンパク質指示薬/融合発光タンパク質]
本開示において、発光タンパク質指示薬は、一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定するためのカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの濃度に応じた発光シグナルを発する指示薬をいう。
本開示において、発光タンパク質指示薬は、一又は複数の実施形態において、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されている融合発光タンパク質である。
本開示において、発光タンパク質指示薬は、一又は複数の実施形態において、特に言及がない場合、前記融合発光タンパク質そのものを意味しうる。本開示は、一態様において、化学発光タンパク質部分と、金属イオン結合タンパク質部分と、蛍光タンパク質部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されている融合発光タンパク質に関する。該融合発光タンパク質は、本開示に係る水の硬度を測定する方法において、発光タンパク質指示薬として使用できる。
[Photoprotein indicator/fusion photoprotein]
In the present disclosure, a photoprotein indicator, in one or more embodiments, refers to an indicator that emits a luminescence signal depending on the concentration of calcium ions and magnesium ions for measuring water hardness.
In the present disclosure, a luminescent protein indicator, in one or more embodiments, has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion It is a fusion photoprotein in which a metal ion binding protein moiety is linked between.
In the present disclosure, a photoprotein indicator can mean the fusion photoprotein itself in one or more embodiments, unless otherwise specified. The present disclosure, in one aspect, has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. It relates to a fusion photoprotein. The fusion photoprotein can be used as a photoprotein indicator in the method of measuring water hardness according to the present disclosure.
本開示において、融合発光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定する観点から、前記金属イオン結合タンパク質部分にカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが結合することで前記化学発光タンパク質部分から前記蛍光タンパク質部分へ共鳴エネルギー移動が可能になるように連結されていることが好ましい。
本開示において、前記共鳴エネルギー移動は、一態様において、フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET)である。
一又は複数の実施形態において、前記化学発光タンパク質の部分はFRETのドナーとなるものであり、前記蛍光タンパク質の部分はFRETのアクセプターとなるものである。
In the present disclosure, in one or more embodiments, the fusion photoprotein is obtained from the chemiluminescent protein moiety by binding calcium ions or magnesium ions to the metal ion-binding protein moiety from the viewpoint of measuring water hardness. It is preferably linked to allow resonance energy transfer to the fluorescent protein moiety.
In the present disclosure, the resonance energy transfer, in one aspect, is Förster resonance energy transfer (FRET).
In one or more embodiments, the portion of the chemiluminescent protein is a FRET donor and the portion of the fluorescent protein is a FRET acceptor.
[化学発光タンパク質の部分]
本開示における「化学発光タンパク質の部分」は、一又は複数の実施形態において、化学発光タンパク質に由来する。本開示において、化学発光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、特定の化学的基質の発光生成反応を触媒するタンパク質である。前記化学発光タンパク質としては、一又は複数の実施形態において、ルシフェラーゼ、イクオリン、オベリン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
[Part of chemiluminescent protein]
A "chemiluminescent protein portion" in the present disclosure is, in one or more embodiments, derived from a chemiluminescent protein. In the present disclosure, a chemiluminescent protein is, in one or more embodiments, a protein that catalyzes a luminescence-producing reaction of a specific chemical substrate. The chemiluminescent proteins, in one or more embodiments, include luciferase, aequorin, oberin, and combinations thereof.
化学発光タンパク質は、自然界に存在するルシフェラーゼ、イクオリン、及びオベリンを単離又はクローニングしたものでもよく、それらの改変体であってもよい。化学発光タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、化学発光機能特性(例えば、発光強度、発光色)に影響のない部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に同じあるいは類似した化学発光機能特性を有する化学発光タンパク質である。また、化学発光タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、化学発光機能特性に影響する部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に異なる化学発光機能特性を有する化学発光タンパク質である。 Chemiluminescent proteins may be those isolated or cloned from naturally occurring luciferase, aequorin, and obelin, or modified forms thereof. Variants of chemiluminescent proteins, in one or more embodiments, have mutations (e.g., deletions and / or substitutions) in portions that do not affect chemiluminescent functional properties (e.g., luminescence intensity, luminescence color), and A chemiluminescent protein that has substantially the same or similar chemiluminescent functional properties as compared to the state without said mutation. Further, the variant of the chemiluminescent protein, in one or more embodiments, has a mutation (e.g., deletion and / or substitution) in the portion that affects the chemiluminescence functional properties, and compared to the state without the mutation are chemiluminescent proteins having substantially different chemiluminescent functional properties.
ルシフェラーゼとしては、限定されない一又は複数の実施形態において、ウミシイタケルシフェラーゼ(Renillaルシフェラーゼ)、深海エビルシフェラーゼ(Oplophorusルシフェラーゼ)、ウミホタルルシフェラーゼ(Vargula/Cypridinaルシフェラーゼ)、カイアシルシフェラーゼ(Gaussiaルシフェラーゼ、Metridiaルシフェラーゼ)、渦鞭毛藻類ルシフェラーゼ、発光キノコ(ヤコウタケ:Mycena chlorophos、ツキヨタケ:Omphalotus japinicus)のルシフェラーゼ、サクラエビのルシフェラーゼ、ホタルルシフェラーゼ(Photinusルシフェラーゼ)、バクテリアルシフェラーゼ、Akaluc、Turbolucなどが挙げられる。 Luciferases include, in one or more non-limiting embodiments, Renilla luciferase (Renilla luciferase), deep sea shrimp luciferase (Oplophorus luciferase), Cypridina luciferase (Vargula/Cypridina luciferase), Chia luciferase (Gaussia luciferase, Metridia luciferase), Eddy Flagella luciferase, luminescent mushroom (Mycena chlorophos, Omphalotus japinicus) luciferase, cherry shrimp luciferase, firefly luciferase (Photinus luciferase), bacterial luciferase, Akaluc, Turboluc and the like.
本開示において「化学発光タンパク質の部分」とは、融合発光タンパク質に組み込まれて(融合されて)いる化学発光タンパク質又はその一部をいう。「化学発光タンパク質の部分」は、化学発光タンパク質の全体でもよく、その一部でもよい。化学発光タンパク質の一部とは、一又は複数の実施形態において、N末端及び/又はC末端の一部が欠失しており、かつ、欠失していない状態と比較して実質的に同じあるいは類似した化学発光機能特性(例えば、発光強度、発光色)を有する前記化学発光タンパク質の部分である。
本開示における化学発光タンパク質は、市販のものを使用できる。
In the present disclosure, "a portion of a chemiluminescent protein" refers to a chemiluminescent protein or a portion thereof incorporated (fused) into a fusion luminescent protein. A "part of a chemiluminescent protein" may be the entire chemiluminescent protein or a portion thereof. The part of the chemiluminescent protein is, in one or more embodiments, a part of the N-terminus and / or C-terminus is deleted, and substantially the same as compared to the state without deletion Alternatively, it is a portion of said chemiluminescent protein with similar chemiluminescent functional properties (eg, luminescence intensity, luminescence color).
Chemiluminescent proteins in the present disclosure can be commercially available.
[発光基質]
本開示において、発光基質とは、本開示における化学発光タンパク質の発光基質をいう。例えば、ルシフェラーゼの発光基質は、ルシフェリンとよばれる。
一般的に、化学発光タンパク質と発光基質とは特異的な組み合わせであり、当業者であれば、化学発光タンパク質に対応する発光基質(ルシフェラーゼに対応するルシフェリン)を理解でき、あるいは、発光基質に対応する化学発光タンパク質(ルシフェリンに対応するルシフェラーゼ)を理解できる。
前記発光基質としては、限定されない一又は複数の実施形態において、ホタルルシフェリン、バクテリアルルシフェリン、渦鞭毛藻類ルシフェリン、ヴァルグリン、セレンテラジン(Coelenterazine)、AkaLumine-HCl及びこれらの改変体、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
[Luminescent substrate]
In the present disclosure, a luminescent substrate refers to a luminescent substrate of a chemiluminescent protein in the present disclosure. For example, a luminescent substrate for luciferase is called luciferin.
In general, a chemiluminescent protein and a luminescent substrate are a specific combination, and those skilled in the art can understand the luminescent substrate corresponding to the chemiluminescent protein (luciferin for luciferase), or understand the chemiluminescent protein (luciferase, which corresponds to luciferin).
In one or more non-limiting embodiments, the luminescent substrate includes firefly luciferin, bacterial luciferin, dinoflagellate luciferin, vargrin, coelenterazine, AkaLumine-HCl, variants thereof, and combinations thereof. mentioned.
ホタルルシフェリン、バクテリアルルシフェリン、渦鞭毛藻類ルシフェリン、及びヴァルグリンは、それぞれ、ホタルルシフェラーゼ、バクテリアルシフェラーゼ、渦鞭毛藻類ルシフェラーゼ、及びウミホタルルシフェラーゼ(Vargula/Cypridinaルシフェラーゼ)のルシフェリンとなりうる。
また、セレンテラジンは、ウミシイタケルシフェラーゼ(Renillaルシフェラーゼ)、深海エビルシフェラーゼ(Oplophorusルシフェラーゼ)、カイアシルシフェラーゼ(Gaussiaルシフェラーゼ)、イクオリン、及びオベリンの基質となりうる。
前記発光基質は、自然界に存在する基質を単離又は合成したものでもよく、それらの改変体であってもよい。
Firefly luciferin, bacterial luciferin, dinoflagellate luciferin, and vargulin can be luciferins for firefly luciferase, bacterial luciferase, dinoflagellate luciferase, and Cypridina luciferase (Vargula/Cypridina luciferase), respectively.
Coelenterazine can also be a substrate for Renilla luciferase, Oplophorus luciferase, Gaussia luciferase, Aequorin, and Oberin.
The luminescent substrate may be an isolated or synthesized substrate existing in nature, or a modification thereof.
[蛍光タンパク質の部分]
本開示における「蛍光タンパク質の部分」は、一又は複数の実施形態において、蛍光タンパク質に由来する。本開示において、蛍光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、上述したドナーである化学発光タンパク質のエネルギーのアクセプターとして機能することができ、ドナーのエネルギーを吸収して蛍光発光できるものが挙げられる。前記蛍光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、前記化学発光タンパク質の発光の強度を強めるか、又は、発光の色を変更できるものが挙げられる。
蛍光タンパク質は、自然界に存在するものを単離又はクローニングしたものでもよく、市販されているものでもよく、それらの改変体であってもよい。様々な色の蛍光タンパク質が開発されており、これらを利用することで、本開示に係る融合発光タンパク質の発光の色を様々に設計することができる。
蛍光タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、蛍光特性(例えば、発光強度、発光色)に影響のない部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に同じあるいは類似した蛍光特性を有する蛍光タンパク質である。また、蛍光タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、蛍光特性(例えば、発光強度、発光色)に影響する部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に異なる蛍光特性を有する蛍光タンパク質である。
[Fluorescent protein portion]
A "portion of a fluorescent protein" in the present disclosure is, in one or more embodiments, derived from a fluorescent protein. In the present disclosure, the fluorescent protein, in one or more embodiments, can function as an acceptor of the energy of the chemiluminescent protein that is the donor described above, and can absorb the energy of the donor and emit fluorescence. In one or more embodiments, the fluorescent protein can enhance the intensity of the luminescence of the chemiluminescent protein or change the color of the luminescence.
Fluorescent proteins may be those isolated or cloned from those existing in nature, commercially available ones, or modifications thereof. Fluorescent proteins of various colors have been developed, and by using these, the emission colors of the fusion photoproteins according to the present disclosure can be designed in various ways.
A variant of a fluorescent protein, in one or more embodiments, has a mutation (e.g., deletion and / or substitution) in a portion that does not affect fluorescence properties (e.g., luminescence intensity, luminescence color), and the mutation is A fluorescent protein that has substantially the same or similar fluorescence properties as compared to the free state. In one or more embodiments, the variant of the fluorescent protein has a mutation (e.g., deletion and/or substitution) in a portion that affects fluorescence properties (e.g., luminescence intensity, luminescence color), and the mutation Fluorescent proteins that have substantially different fluorescence properties compared to the absence.
。
蛍光タンパク質としては、限定されない一又は複数の実施形態において、緑色蛍光タンパク質、青色蛍光タンパク質、シアン蛍光タンパク質、黄緑色蛍光タンパク質、黄色蛍光タンパク質、橙色蛍光タンパク質、及び赤色蛍光タンパク質が挙げられ、より具体的な限定されない一又は複数の実施形態において、Azurite, bsDronpa, Cerulean, Citrine, Clover, CyOFP1, Dendra2, Dreiklang, Dronpa2, Dronpa3, DsRed, EBFP, EBFP2, ECFP, EGFP, Emerald, eqFP650, eqFP670, EYFP, Fast-FT, FusionRed, Gamillus, hmKeima8.5, IFP1.4, IFP2.0, iRFP670, iRFP682, iRFP702, iRFP713, iRFP720, Kaeda, KikGR, Kohinoor, LSSmCherry, LSSmKate2, LSSmOrange, mAG1, mAmetrine, mAmetrine1.2, mApple, mBlueberry2, mCardinal, mCerulean3, mCherry, mCherry2, mClover3, mCyRFP1, Medium-FT, mEOS2, mEOS3.1, mEOS3.2, mGarnet2, mIFP2, miniSOG, miRFP670, miRFP720, mKalama1, mKate2, mK-GO, mKOkappa, mKO1, mKO2, mlris, mMaroon1, mNeonGreen, mNeptune, mNeptune2, mNeptune2.5, mNeptune681, mNeptune684, mOrange, mOrange2, mPlum, mRFP1, mRuby2, mRuby3, mScarlet, mScarlet-H, mScarlet-I, mStable, mStrawberry, mTagBFP2, mTFP1, mTurquoise, mTurquoise2, Neptune, NowGFP, oxFP series, Padron, PA-GFP, PAmCherry1, PAmCherry2, PAmCherry3, Phanta, PS-CFP, PS-CFP2, PSLSSmKate, PSmOrange, RDSmCherry1, rsCherry, rsEGFP, rsEGFP2, rsTagRFP, SBFP2, shyRFP, Sirius, skylan NS, skylan S, Slow-FT, SPOON, TagBFP, TagCFP, TagFP635, TagGFP, TagGFP2, TagRFP, TagRFP657, TagRFP675, TagRFP-T, TagYFP, T-Sapphire, TurboFP602, TurboGFP, TurboRFP, TurboYFP, UnaG, Venus、並びにこれらの円順列変異体などが挙げられる。これらの蛍光タンパク質の詳細は、例えば、https://sites.google.com/site/ilovegfp/Home/fpsなどを参照できる。
.
Fluorescent proteins include, in one or more non-limiting embodiments, green fluorescent protein, blue fluorescent protein, cyan fluorescent protein, yellow-green fluorescent protein, yellow fluorescent protein, orange fluorescent protein, and red fluorescent protein, and more specifically In one or more non-limiting embodiments, Azurite, bsDronpa, Cerulean, Citrine, Clover, CyOFP1, Dendra2, Dreiklang, Dronpa2, Dronpa3, DsRed, EBFP, EBFP2, ECFP, EGFP, Emerald, eqFP650, eqFP670, EYFP, Fast-FT, FusionRed, Gamillus, hmKeima8.5, IFP1.4, IFP2.0, iRFP670, iRFP682, iRFP702, iRFP713, iRFP720, Kaeda, KikGR, Kohinoor, LSSmCherry, LSSmKate2, LSSmOrange, mAG1, mAmetrine, mAmetrine1.2, mApple, mBlueberry2, mCardinal, mCerulean3, mCherry, mCherry2, mClover3, mCyRFP1, Medium-FT, mEOS2, mEOS3.1, mEOS3.2, mGarnet2, mIFP2, miniSOG, miRFP670, miRFP720, mKalama1, mKate2, mK-GO, mKOkappa, mKO1, mKO2, mlris, mMaroon1, mNeonGreen, mNeptune, mNeptune2, mNeptune2.5, mNeptune681, mNeptune684, mOrange, mOrange2, mPlum, mRFP1, mRuby2, mRuby3, mScarlet, mScarlet-H, mScarlet-I, mStable, mStrawberry, mTagBFP2, mTFP1, mTurquoise, mTurquoise2, Neptune, NowGFP, oxFP series, Padron, PA-GFP, PAmCherry1, PAmChe rry2, PAmCherry3, Phanta, PS-CFP, PS-CFP2, PSLSSmKate, PSmOrange, RDSmCherry1, rsCherry, rsEGFP, rsEGFP2, rsTagRFP, SBFP2, shyRFP, Sirius, skylan NS, skylan S, Slow-FT, SPOON, TagBFP, TagCFP, TagFP635, TagGFP, TagGFP2, TagRFP, TagRFP657, TagRFP675, TagRFP-T, TagYFP, T-Sapphire, TurboFP602, TurboGFP, TurboRFP, TurboYFP, UnaG, Venus, and circular permutations thereof. Details of these fluorescent proteins can be referred to, for example, https://sites.google.com/site/ilovegfp/Home/fps.
本開示において「蛍光タンパク質の部分」とは、融合発光タンパク質に組み込まれて(融合されて)いる蛍光タンパク質又はその一部をいう。「蛍光タンパク質の部分」は、蛍光タンパク質の全体でもよく、その一部でもよい。蛍光タンパク質の一部とは、一又は複数の実施形態において、N末端及び/又はC末端の一部が欠失しており、かつ、欠失していない状態と比較して実質的に同じあるいは類似した蛍光特性を有する蛍光タンパク質の部分である。
本開示における蛍光タンパク質は、市販のものを使用してもよい。
In the present disclosure, the term “portion of a fluorescent protein” refers to a fluorescent protein incorporated (fused) into a fusion luminescent protein or a portion thereof. A "portion of a fluorescent protein" may be the entire fluorescent protein or a portion thereof. The part of the fluorescent protein is, in one or more embodiments, a part of the N-terminus and/or C-terminus is deleted, and is substantially the same or It is the part of a fluorescent protein that has similar fluorescence properties.
Fluorescent proteins in the present disclosure may be commercially available.
[金属イオン結合タンパク質の部分]
本開示における金属イオン結合タンパク質部分は、一又は複数の実施形態において、金属イオン結合タンパク質に由来する。本開示において、金属イオン結合タンパク質は、一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定する際に、水中のカルシウム及びマグネシウムと結合性を有するタンパク質である。金属イオン結合タンパク質は、さらなる一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定する際に、水中のカルシウム又はマグネシウムと結合することで構造変化を生じるタンパク質である。
[Metal ion binding protein portion]
A metal ion binding protein portion in the present disclosure, in one or more embodiments, is derived from a metal ion binding protein. In the present disclosure, a metal ion-binding protein is, in one or more embodiments, a protein that binds to calcium and magnesium in water when measuring water hardness. In one or more embodiments, the metal ion-binding protein is a protein that undergoes a structural change by binding with calcium or magnesium in water when water hardness is measured.
金属イオン結合タンパク質としては、生体又は細胞において、カルシウム結合タンパク質、若しくは、マグネシウム結合タンパク質として知られているタンパク質、又はそれらの改変体が挙げられる。
生体又は細胞においてカルシウムを結合しうる機能を有するタンパク質、及び、マグネシウムを結合しうる機能を有するタンパク質は、水の硬度を測定する場合のカルシウム濃度及びマグネシウム濃度では、カルシウム及びマグネシウムの双方と結合しうるタンパク質として機能するという知見に、本開示は一態様において基づく。
本開示に係る融合発光タンパク質は、このような金属イオン結合タンパク質部分を有することにより、一又は複数の実施形態において、1種類の融合発光タンパク質によってでも、水の硬度が測定できるようになる。
Metal ion-binding proteins include proteins known in living organisms or cells as calcium-binding proteins or magnesium-binding proteins, or modifications thereof.
A protein having a function capable of binding calcium in a living body or a cell and a protein having a function capable of binding magnesium bind both calcium and magnesium at the calcium concentration and magnesium concentration when measuring water hardness. The present disclosure is based, in one aspect, on the finding that it functions as a soluble protein.
By having such a metal ion-binding protein portion, the fusion photoprotein according to the present disclosure, in one or more embodiments, enables water hardness to be measured using only one type of fusion photoprotein.
金属イオン結合タンパク質としては、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質が挙げられる。
2価の金属イオンとしては、カルシウムイオン及び/又はマグネシウムイオンが挙げられる。2価の金属陽イオン結合ドメインとしては、一又は複数の実施形態において、カルシウム結合ドメインが挙げられる。
カルシウム結合ドメインとしては、一又は複数の実施形態において、EFハンドモチーフ、ドッケリンモチーフが挙げられる。
より具体的な限定されない一又は複数の実施形態において、金属イオン結合タンパク質としては、水の硬度を測定する観点から、Cen3、カルモジュリン、Twitch-3などが挙げられ、好ましくはCen3が挙げられる。
Metal ion binding proteins include proteins with divalent metal cation binding domains.
Divalent metal ions include calcium ions and/or magnesium ions. A divalent metal cation binding domain includes, in one or more embodiments, a calcium binding domain.
Calcium-binding domains, in one or more embodiments, include EF-hand motifs and dockerin motifs.
In one or a plurality of more specific non-limiting embodiments, metal ion binding proteins include Cen3, calmodulin, Twitch-3 and the like, preferably Cen3, from the viewpoint of measuring water hardness.
前記金属イオン結合タンパク質は、一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定する観点から、カルシウムとの結合定数Kaは、0.25mM~2.5mMが好ましく、マグネシウムとの結合定数Kaは、0.41mM~1.25mMが好ましい。 In one or more embodiments, the metal ion-binding protein preferably has a binding constant Ka with calcium of 0.25 mM to 2.5 mM from the viewpoint of measuring water hardness, and a binding constant Ka with magnesium of 0.41 mM to 1.25 mM is preferred.
前記金属イオン結合タンパク質は、一又は複数の実施形態において、生体又は細胞においてカルシウム結合タンパク質、又は、マグネシウム結合タンパク質として知られているタンパク質を単離又はクローニングしたものでもよく、それらの改変体であってもよい。該タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、カルシウム及びマグネシウムへの結合能に影響のない部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に同じあるいは類似したカルシウム及びマグネシウムへの結合能を有するタンパク質である。また、該タンパク質の改変体は、一又は複数の実施形態において、カルシウム及びマグネシウムへの結合能に影響する部分に変異(例えば欠失及び/又は置換)があり、かつ、該変異がない状態と比較して実質的に異なるカルシウム及びマグネシウムへの結合能を有するタンパク質である。 In one or more embodiments, the metal ion-binding protein may be an isolated or cloned protein known as a calcium-binding protein or a magnesium-binding protein in a living organism or cell, or a variant thereof. may In one or more embodiments, the variant of the protein has a mutation (e.g., deletion and/or substitution) in a portion that does not affect the ability to bind calcium and magnesium, and compared with a state without the mutation A protein having substantially the same or similar ability to bind calcium and magnesium as a protein. Further, in one or more embodiments, the variant of the protein has a mutation (e.g., deletion and/or substitution) in a portion that affects the ability to bind calcium and magnesium, and a state without the mutation. proteins that have substantially different binding capacities for calcium and magnesium in comparison.
本開示において、「金属イオン結合タンパク質の部分」とは、融合発光タンパク質に組み込まれて(融合されて)いる金属イオン結合タンパク質又はその一部をいう。「金属イオン結合タンパク質の部分」は、金属イオン結合タンパク質の全体でもよく、その一部でもよい。金属イオン結合タンパク質の一部とは、一又は複数の実施形態において、N末端及び/又はC末端の一部が欠失しており、かつ、欠失していない状態と比較して実質的に同じあるいは類似したカルシウム及びマグネシウムへの結合能を有する前記金属イオン結合タンパク質の部分である。 In the present disclosure, "a portion of a metal ion binding protein" refers to a metal ion binding protein or a portion thereof that is incorporated (fused) into a fusion photoprotein. A "portion of a metal ion binding protein" may be the entire metal ion binding protein or a portion thereof. In one or more embodiments, the part of the metal ion-binding protein means that part of the N-terminus and/or C-terminus is deleted, and substantially Portions of said metal ion binding proteins having the same or similar calcium and magnesium binding capacity.
本開示に係る融合発光タンパク質における前記3つの部分の連結順序は、一又は複数の実施形態において、N末端側から、化学発光タンパク質部分、金属イオン結合タンパク質部分、及び蛍光タンパク質部分の順であってもよく、N末端側から、蛍光タンパク質部分、金属イオン結合タンパク質部分、及び化学発光タンパク質部分の順であってもよい。 In one or more embodiments, the order of linkage of the three moieties in the fusion photoprotein according to the present disclosure is, from the N-terminal side, the order of the chemiluminescent protein moiety, the metal ion-binding protein moiety, and the fluorescent protein moiety. Alternatively, the fluorescent protein portion, the metal ion-binding protein portion, and the chemiluminescent protein portion may be ordered from the N-terminal side.
本開示に係る融合発光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、水の硬度を測定する観点から、化学発光タンパク質部分と、金属イオン結合タンパク質部分と、蛍光タンパク質部分とが、以下の条件を満たすように融合(連結)されていることが好ましい。
(1)金属イオン結合タンパク質部分にカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが結合していない場合、化学発光タンパク質部分から蛍光タンパク質部分へ共鳴エネルギー移動が起こらず、発光基質を加えても化学発光タンパク質の発光しか起こらない。
(2)金属イオン結合タンパク質部分にカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが結合した場合、金属イオン結合タンパク質部分の構造が変化し、化学発光タンパク質部分から蛍光タンパク質部分へ共鳴エネルギー移動が可能になり、発光基質が加えられると蛍光発光が起こる。
一又は複数の実施形態において、前記3つの部分の連結する際に、各部分のN末端及びC末端の少なくとも一端から、1~10個のアミノ酸配列を欠失させることにより、上記(1)及び(2)の条件を満たしやすくすることができる。
In one or more embodiments of the fusion photoprotein according to the present disclosure, the chemiluminescent protein portion, the metal ion-binding protein portion, and the fluorescent protein portion satisfy the following conditions from the viewpoint of measuring water hardness. are preferably fused (linked) as follows.
(1) When calcium ions or magnesium ions are not bound to the metal ion-binding protein portion, resonance energy transfer does not occur from the chemiluminescent protein portion to the fluorescent protein portion, and only the chemiluminescent protein emits light even when a luminescent substrate is added. do not have.
(2) When calcium ions or magnesium ions bind to the metal ion-binding protein portion, the structure of the metal ion-binding protein portion changes, allowing resonance energy transfer from the chemiluminescent protein portion to the fluorescent protein portion, and the luminescent substrate becomes Fluorescence occurs when added.
In one or more embodiments, (1) and the The condition (2) can be easily satisfied.
本開示に係る融合発光タンパク質は、一又は複数の実施形態において、遺伝子組み換え技術により作製した組み換えタンパク質であってもよいし、化学合成により合成したタンパク質であってもよい。遺伝子組み換え技術による組み換えタンパク質の作製としては、一又は複数の実施形態において、本開示に係る融合発光タンパク質をコードする遺伝子を含有する発現ベクターで形質転換した宿主を用いて作製する方法、或いは、無細胞系で作製する方法が挙げられる。本開示に係る融合発光タンパク質は、タグタンパク質を利用するなどして精製してもよい。 In one or more embodiments, the fusion photoprotein according to the present disclosure may be a recombinant protein produced by genetic recombination technology or a protein synthesized by chemical synthesis. In one or more embodiments, the production of a recombinant protein by genetic recombination technology includes a method of producing using a host transformed with an expression vector containing a gene encoding a fusion photoprotein according to the present disclosure, or no Methods of making in cell lines are included. A fusion photoprotein according to the present disclosure may be purified, such as by using a tag protein.
[水の硬度の測定方法]
本開示に係る水の硬度の測定方法は、本開示に係る発光タンパク質指示薬(融合発光タンパク質)に測定試料である水と発光基質とを接触させること、及び、前記発光タンパク質指示薬の発光シグナルから水の硬度を判定又は算出することを含む。
硬度を測定する水としては、従来、硬度が測定されており、硬度の変動幅が予想できる水が挙げられる。硬度を測定する水としては、特に制限されないが、飲料水、水道水、湧水、井戸水、流水、地下水、工業用水などが挙げられる。
本開示に係る発光タンパク質指示薬が水及び発光基質と接触すると、カルシウム及びマグネシウム濃度に依存した発光が生ずる。この発光のシグナルに基づいて水の硬度を測定する。
発光のシグナルに基づく水の硬度の測定は、一又は複数の実施形態において、発光シグナルデータに基づく計算に基づいてもよい。例えば、携帯情報端末に発光シグナルテータを取り込み、該データを携帯情報末端のアプリ等で、あるいは、ネットを介して、測定を行うことが挙げられる。
発光のシグナルに基づく水の硬度の測定は、一又は複数の実施形態において、化学発光タンパク質の発光強度と蛍光タンパク質の発光強度とを測定し、それらの比を指標とすることを含む。発光強度の比に基づいた検量線を予め作成しておいてもよい。
発光のシグナルに基づく水の硬度の測定は、一又は複数の実施形態において、発光の様子を撮像して撮像データに変換し、該データの解析値を指標とすることを含む。例えば、撮像データから化学発光タンパク質に由来する色の輝度と蛍光タンパク質に由来する色の輝度とを得て、それらの比を指標とすることを含む。輝度の比に基づいた検量線を予め作成しておいてもよい。撮像データを用いた水の硬度の測定は、一又は複数の実施形態において、撮像データを得るためのカメラと、該撮像データを解析して水の硬度を測定するアプリケーションソフトウェアを備えた情報端末機(例えば、スマートフォン)によって簡便に行うことができる。
発光のシグナルに基づく水の硬度の測定は、一又は複数の実施形態において、発光の様子をあらかじめ発光色で分類された表などと比べて目視で行ってもよい。
本開示において、水の硬度の測定とは、一又は複数の実施形態において、水の硬度の判定、及び/又は、水の硬度の算出を意味しうる。水の硬度は、国によって異なる算出方法を採用する場合があるが、カルシウム濃度及びマグネシウム濃度を算出の基礎とする点で共通するから、その算出方法に合わせて、適宜、適切な水の硬度の判定、及び/又は、算出が可能である。水の硬度の計算方法の一又は複数の実施形態は、水中のカルシウム及びマグネシウムをCaCO3に換算した値(mg/L)として算出する方法が挙げられる。
本開示において、水の硬度の判定は、一又は複数の実施形態において、軟水と硬水のいずれかに属するか判定をすること、軟水、中硬水、硬水及び超硬水のいずれかに属するか判定すること、あるいは、所定の硬度範囲に属するかどうかの判定をすることを含む。
[Method for measuring water hardness]
The method for measuring the hardness of water according to the present disclosure includes contacting the photoprotein indicator (fusion photoprotein) according to the present disclosure with water, which is a measurement sample, and a luminescent substrate; including determining or calculating the hardness of
Examples of the water whose hardness is to be measured include water whose hardness has been conventionally measured and whose fluctuation range can be expected. The water whose hardness is to be measured is not particularly limited, but drinking water, tap water, spring water, well water, running water, ground water, industrial water and the like can be mentioned.
When a photoprotein indicator according to the present disclosure contacts water and a luminescent substrate, it produces luminescence dependent on calcium and magnesium concentrations. The water hardness is measured based on this luminescence signal.
Water hardness measurements based on luminescence signals may, in one or more embodiments, be based on calculations based on luminescence signal data. For example, luminescence signal data is taken into a portable information terminal, and the data is measured using an application or the like on the terminal of the portable information terminal or via the Internet.
In one or more embodiments, the measurement of water hardness based on luminescence signals includes measuring the luminescence intensity of a chemiluminescent protein and the luminescence intensity of a fluorescent protein and using their ratio as an index. A calibration curve based on the ratio of emission intensities may be prepared in advance.
In one or more embodiments, water hardness measurement based on a luminescence signal includes capturing an image of luminescence, converting it into imaging data, and using an analysis value of the data as an index. For example, it includes obtaining the brightness of the color derived from the chemiluminescent protein and the brightness of the color derived from the fluorescent protein from imaging data and using their ratio as an index. A calibration curve based on the luminance ratio may be prepared in advance. In one or more embodiments, water hardness measurement using imaging data is performed by an information terminal equipped with a camera for obtaining imaging data and application software for analyzing the imaging data to measure water hardness. (e.g., smart phone).
In one or a plurality of embodiments, the measurement of water hardness based on the luminescence signal may be performed visually by comparing the state of luminescence with a table or the like classified in advance by luminescence color.
In the present disclosure, measurement of water hardness can mean determination of water hardness and/or calculation of water hardness in one or more embodiments. Different countries use different calculation methods for water hardness, but they all share the common point of using the calcium concentration and magnesium concentration as the basis for calculation. It can be determined and/or calculated. One or more embodiments of the water hardness calculation method include a method of calculating calcium and magnesium in water as CaCO 3 converted values (mg/L).
In the present disclosure, the determination of water hardness is, in one or more embodiments, determining whether it belongs to either soft water or hard water, or determining whether it belongs to soft water, medium hard water, hard water, or ultra-hard water. or determining whether it belongs to a predetermined hardness range.
[デバイス]
本開示に係る水の硬度の測定方法における、本開示に係る発光タンパク質指示薬に測定試料である水と発光基質とを接触させることは、デバイスを利用できる。
本開示に係るデバイスは、一又は複数の実施形態において、本開示に係る発光タンパク質指示薬及び該指示薬の発光基質が配置された試薬部と、前記試薬部が形成された基材とを有する。
試薬部には、少なくとも、本開示に係る発光タンパク質指示薬と発光基質とが配置される。
[device]
In the method for measuring water hardness according to the present disclosure, a device can be used to bring the photoprotein indicator according to the present disclosure into contact with water, which is a measurement sample, and a luminescent substrate.
In one or more embodiments, a device according to the present disclosure includes a reagent portion in which a photoprotein indicator according to the present disclosure and a luminescent substrate of the indicator are arranged, and a substrate in which the reagent portion is formed.
At least a photoprotein indicator and a luminescent substrate according to the present disclosure are arranged in the reagent part.
本開示に係るデバイスにおいて、発光タンパク質指示薬と発光基質とは、独立して配置されている。発光タンパク質指示薬と発光基質とは、一又は複数の実施形態において、これらが配置された試薬部に水を供給すると、発光タンパク質指示薬と発光基質とが反応して発光シグナルを発生可能なように配置されている。これにより、試薬部に水を供給すると、発光タンパク質指示薬と発光基質とが接触(混合)して発光シグナルを生じさせることができる。このような構成を有する本開示のデバイスによれば、一又は複数の実施形態において、より高いシグナル・ノイズ比を有し、また、励起光が不要であるため特別な測定装置や測定設備が不要であるという効果を好ましくは奏しうる。また、本開示のデバイスによれば、一又は複数の実施形態において、ユーザーが、自身が所持する携帯情報端末等の撮像手段によって撮像することにより、生じる発光シグナルを検出することができ、またそのユーザーが撮像することにより得られたデータを用いて迅速な測定、判定又は診断等を行うことができる。 In the device according to the present disclosure, the photoprotein indicator and the luminescent substrate are arranged independently. In one or more embodiments, the luminescent protein indicator and the luminescent substrate are arranged such that when water is supplied to the reagent part in which they are arranged, the luminescent protein indicator and the luminescent substrate react to generate a luminescent signal. It is Accordingly, when water is supplied to the reagent part, the photoprotein indicator and the luminescent substrate come into contact (mix) to generate a luminescent signal. According to the device of the present disclosure having such a configuration, in one or more embodiments, it has a higher signal-to-noise ratio and does not require excitation light, so no special measurement equipment or equipment is required. Preferably, the effect of being can be exhibited. In addition, according to the device of the present disclosure, in one or more embodiments, the user can detect the emitted luminescence signal by capturing an image with an imaging means such as a personal digital assistant possessed by the user, and the Data obtained by imaging by the user can be used for quick measurement, determination, diagnosis, or the like.
本開示において「独立して配置」としては、一又は複数の実施形態において、発光タンパク質指示薬と発光基質とが、試料等の液体が接触することなしに反応が生じない状態で配置されていることが挙げられる。独立して配置としては、一又は複数の実施形態において、隣接する発光タンパク質指示薬と発光基質とが物理的に(あるいは空間的に)分離して配置されていることが挙げられる。また、独立して配置は、一又は複数の実施形態において、発光タンパク質指示薬と発光基質とが反応しない状態(例えば乾燥状態)であれば、互いに接触して配置された形態を含みうる。 In the present disclosure, "independently arranged" means that, in one or more embodiments, the photoprotein indicator and the luminescent substrate are arranged in a state in which no reaction occurs without contact with a liquid such as a sample. is mentioned. Arranged independently includes, in one or more embodiments, that the adjacent photoprotein indicator and luminescent substrate are physically (or spatially) separated. In addition, in one or more embodiments, the independent arrangement can include a form in which the photoprotein indicator and the luminescent substrate are arranged in contact with each other as long as the photoprotein indicator and the luminescent substrate do not react (for example, in a dry state).
発光タンパク質指示薬及び発光基質は、一又は複数の実施形態において、パターニングされて配置されていてもよい。パターニングの形状としては、一又は複数の実施形態において、ドット状、ライン状、又はサークル状等が挙げられる。発光タンパク質指示薬と発光基質との接触率を高め、より高い発光シグナルを発生させる点から、一又は複数の実施形態において、発光タンパク質指示薬と発光基質とが交互にかつモザイク状にパターニングされていることが好ましい。再現性を向上できる点から、パターニングは微細であることが好ましい。 The photoprotein indicator and luminescent substrate may be arranged in a pattern in one or more embodiments. In one or a plurality of embodiments, the shape of the patterning may be dot-shaped, line-shaped, circle-shaped, or the like. In one or more embodiments, the photoprotein indicator and the luminescent substrate are alternately and mosaically patterned in order to increase the contact rate between the luminescent protein indicator and the luminescent substrate and generate a higher luminescent signal. is preferred. Fine patterning is preferable from the point of view of improving reproducibility.
本開示のデバイスにおいて、試薬部は基材に形成されている。試薬部は、一又は複数の実施形態において、1枚の基材の同一平面に形成されていてもよいし、2枚の基材によって挟み込まれるように形成されていてもよい。 In the device of the present disclosure, the reagent portion is formed on the substrate. In one or a plurality of embodiments, the reagent part may be formed on the same plane of one substrate, or may be formed so as to be sandwiched between two substrates.
図5に、特に限定されないパターニングの形状を例示する。図5Aでは、1枚の基材11上にドット状の発光タンパク質指示薬13及び発光基質14が交互にモザイク状にパターニングされることにより試薬部12が形成されている。図5Bでは、2枚の基材11の一方の面に発光タンパク質指示薬13と発光基質14とがそれぞれドット状にパターニングされ、発光タンパク質指示薬3と発光基質14とがパターニングされた面が向かい合うように2枚の基材11が配置されることにより試薬部12が形成されている。図5C及びDでは、それぞれ、1枚の基材11上に発光タンパク質指示薬13と発光基質14とがライン状又はサークル状にパターニングされることにより試薬部12が形成されている。
FIG. 5 illustrates non-limiting patterning shapes. In FIG. 5A, the
発光タンパク質指示薬及び発光基質は、水の供給前に発光タンパク質指示薬と発光基質とが反応することを低減する点から、一又は複数の実施形態において、乾燥状態であることが好ましい。 In one or a plurality of embodiments, the photoprotein indicator and the luminescent substrate are preferably in a dry state in order to reduce the reaction between the photoprotein indicator and the luminescent substrate before water is supplied.
基材の材質は、特に限定されるものではなく、一又は複数の実施形態において、パラフィン、テフロン(登録商標)等のフッ素系材料、ガラス、ポリプロピレン、織布、不織布、及び紙等が挙げられる。基材の材質は、高い発光シグナルを検出できる点から、一又は複数の実施形態において、疎水性であることが好ましい。 The material of the substrate is not particularly limited, and in one or more embodiments, paraffin, fluorine-based materials such as Teflon (registered trademark), glass, polypropylene, woven fabric, non-woven fabric, paper, and the like. . In one or a plurality of embodiments, the material of the substrate is preferably hydrophobic in order to detect a high luminescence signal.
[デバイスの製造方法]
本開示に係る製造方法は、一又は複数の実施形態において、本開示のデバイスの製造方法である。本開示の製造方法は、発光タンパク質指示薬と発光基質とが独立して配置されるように基材にパターニングすることを含む。
[Device manufacturing method]
A manufacturing method according to the present disclosure, in one or more embodiments, is a method for manufacturing the device of the present disclosure. The manufacturing method of the present disclosure involves patterning a substrate such that the photoprotein indicator and the luminescent substrate are independently positioned.
発光タンパク質指示薬と発光基質とのパターニングとしては、一又は複数の実施形態において、発光タンパク質指示薬と発光基質とが配置された箇所に水を供給すると、発光タンパク質指示薬と発光基質とが接触(混合)して発光シグナルを発生可能なように、これらを独立して配置することにより行うことができる。 As the patterning of the luminescent protein indicator and the luminescent substrate, in one or more embodiments, when water is supplied to the place where the luminescent protein indicator and the luminescent substrate are arranged, the luminescent protein indicator and the luminescent substrate come into contact (mix). These can be arranged independently so that they can be used together to generate a luminescence signal.
パターニングの方法としては、一又は複数の実施形態において、発光タンパク質指示薬又は発光基質の溶液を、所定のパターン形状に配置して乾燥させることにより行うことができる。パターニングは、一又は複数の実施形態において、インクジェットプリンター等の公知の技術を用いて行うことができる。 As a patterning method, in one or a plurality of embodiments, a solution of a luminescent protein indicator or a luminescent substrate can be arranged in a predetermined pattern shape and dried. Patterning, in one or more embodiments, can be performed using known techniques such as an inkjet printer.
[デバイスを用いた水の硬度の測定方法]
本開示に係る検出方法は、一又は複数の実施形態において、本開示に係るデバイスを用いて、水の硬度を測定する方法である。
[Method for measuring water hardness using a device]
A detection method according to the present disclosure, in one or more embodiments, is a method for measuring water hardness using a device according to the present disclosure.
本態様の方法は、一又は複数の実施形態において、本開示に係るデバイスの試薬部に水を供給すること、及び試料を供給することにより生じた発光シグナルを利用することを含む。本開示のデバイスによれば励起光が不要であるため、発光シグナルのデータ化は、一又は複数の実施形態において、携帯情報端末(スマートフォン等)及びデジタルカメラ等の撮像手段により行うことができる。 Methods of this aspect include, in one or more embodiments, providing water to the reagent portion of a device of the present disclosure and utilizing a luminescence signal produced by providing a sample. Since the device of the present disclosure does not require excitation light, in one or more embodiments, the luminescence signal can be converted into data using a mobile information terminal (smartphone, etc.) and imaging means such as a digital camera.
本開示の検出方法は、一又は複数の実施形態において、室温又は環境温度で行うことができる。水を供給してから観察するまでの時間としては、一又は複数の実施形態において、数秒から数分程度、又は、数秒から1分程度が挙げられる。 The detection methods of the present disclosure, in one or more embodiments, can be performed at room or ambient temperature. In one or a plurality of embodiments, the time from water supply to observation may be several seconds to several minutes, or several seconds to one minute.
[水の硬度測定システム]
本開示は、一態様において、本開示に係るデバイス、該デバイスに水を供給することで発せられる発光シグナルを撮像可能な撮像部を備える携帯情報端末、及び、撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出可能なアプリケーションソフトウェアを含む、水の硬度測定システムに関する。
前記撮像部を備える携帯情報端末としては、一又は複数の実施形態において、カメラを備えるスマートフォン、カメラを備えるタブレット等が挙げられる。
前記アプリケーションソフトウェアとしては、一又は複数の実施形態において、得られた発光シグナルの撮像データと、携帯情報端末に記憶された情報又はネットを介して得られた情報とに基づいて水の硬度の測定を行い、携帯情報末端に表示する処理を該末端に行わせるソフトウェアが挙げられる
前記アプリケーションソフトウェアとしては、その他の一又は複数の実施形態において、得られた発光シグナルの撮像データをネットを介してサーバに送り、サーバで測定された結果を受信して携帯情報末端に表示する処理を該末端に行わせるソフトウェアが挙げられる。
[Water hardness measurement system]
In one aspect, the present disclosure provides a device according to the present disclosure, a mobile information terminal including an imaging unit capable of imaging a luminescence signal emitted by supplying water to the device, and a luminescence signal obtained by the imaging unit. The present invention relates to a water hardness measurement system including application software capable of determining or calculating water hardness from imaging data.
In one or a plurality of embodiments, the mobile information terminal including the imaging unit includes a smartphone including a camera, a tablet including a camera, and the like.
In one or a plurality of embodiments, the application software measures water hardness based on imaging data of the obtained luminescence signal and information stored in a mobile information terminal or information obtained via the Internet. and displaying it on the mobile information terminal. In one or a plurality of other embodiments, the application software is, in one or more embodiments, the obtained imaging data of the luminescence signal to the server via the network , receives the results measured by the server, and causes the portable information terminal to perform processing for display on the terminal.
[核酸]
本開示は、一態様において、本開示に係る融合発光タンパク質をコードする核酸に関する。本開示において、核酸は、合成DNA,cDNA、ゲノムDNA及びプラスミドDNAから選択される一本鎖又は二本鎖DNA、並びにこれらのDNAの転写生成物が挙げられる。
[Nucleic acid]
The disclosure relates, in one aspect, to a nucleic acid encoding a fusion photoprotein of the disclosure. In the present disclosure, nucleic acids include single- or double-stranded DNAs selected from synthetic DNAs, cDNAs, genomic DNAs and plasmid DNAs, and transcription products of these DNAs.
[発現カセット]
本開示は、一態様において、本開示に係る融合発光タンパク質をコードする核酸を含む発現カセットに関する。該発現カセットにおいて、前記核酸は、導入する宿主細胞に応じた発現調節配列が作動的に連結されている。発現調節配列としては、プロモーター、エンハンサー、転写ターミネーター等が挙げられ、その他には、開始コドン、イントロンのスプライシングシグナル、及び停止コドンなどが挙げられる。
[Expression cassette]
The disclosure relates, in one aspect, to an expression cassette comprising a nucleic acid encoding a fusion photoprotein of the disclosure. In the expression cassette, the nucleic acid is operatively linked with an expression control sequence suitable for the host cell into which it is introduced. Expression control sequences include promoters, enhancers, transcription terminators, etc. Others include initiation codons, intronic splicing signals, and stop codons.
[ベクター]
本開示は、一態様において、本開示に係る融合発光タンパク質を発現可能なベクターに関する。本開示は、その他の態様において、本開示に係るベクターは、一又は複数の実施形態において、本開示に係る核酸又は発現カセットを有する発現ベクターである。本開示に係るベクターは、発現させたい細胞(宿主)に応じた発現ベクター系を適宜選択して使用できる。本開示に係るベクターに利用できるベクターとしては、限定されない一又は複数の実施形態として、プラスミド、コスミド、YACS、ウイルス(例えば、アデノウイルス、レトロウイルス、エピソームEBVなど)ベクター及びファージベクター、並びに、アグロバクテリウム法のためのバイナリーベクターが挙げられる。
[vector]
The disclosure relates, in one aspect, to a vector capable of expressing a fusion photoprotein of the disclosure. In another aspect of the present disclosure, the vector of the present disclosure is, in one or more embodiments, an expression vector comprising the nucleic acid or expression cassette of the present disclosure. The vector according to the present disclosure can be used by appropriately selecting an expression vector system according to the cell (host) in which expression is desired. Vectors that can be used in the vectors of the present disclosure include, in one or more non-limiting embodiments, plasmids, cosmids, YACS, viral (e.g., adenoviral, retroviral, episomal EBV, etc.) vectors and phage vectors, and agroviral vectors. Binary vectors for bacterium methods are included.
[形質転換体]
本開示は、一態様において、本開示に係る融合発光タンパク質を発現する形質転換体に関する。本開示は、一又は複数の実施形態において、本開示に係る核酸又はベクターを有する形質転換体に関する。本開示の形質転換体は、一又は複数の実施形態において、本開示の核酸、発現カセット又はベクターを宿主に導入することによって作成することができる。宿主としては、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、微生物等が挙げられる。
[Transformant]
The present disclosure, in one aspect, relates to a transformant that expresses a fusion photoprotein of the present disclosure. The present disclosure, in one or more embodiments, relates to a transformant having the nucleic acid or vector of the present disclosure. A transformant of the present disclosure, in one or more embodiments, can be produced by introducing a nucleic acid, expression cassette or vector of the present disclosure into a host. Examples of hosts include animal cells, plant cells, insect cells, microorganisms, and the like.
本開示はさらに以下の限定されない一又は複数の実施形態に関する。
〔1〕 発光タンパク質指示薬を用いて水の硬度を測定する方法であって、
前記発光タンパク質指示薬に水と発光基質とを接触させること、及び、
前記発光タンパク質指示薬の発光シグナルから水の硬度を判定又は算出することを含み、
前記発光タンパク質指示薬は、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されているタンパク質であり、
前記金属イオン結合タンパク質は、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質であり、
前記発光基質は、前記化学発光タンパク質の基質である、方法。
〔2〕 前記発光タンパク質指示薬は、金属イオン結合タンパク質部分にカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが結合することで化学発光タンパク質部分から前記蛍光タンパク質部分へ共鳴エネルギー移動が可能なように連結されている、〔1〕記載の方法。
〔3〕 前記化学発光タンパク質がルシフェラーゼ、イクオリン、オベリン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される発光タンパク質である、〔1〕又は〔2〕に記載の方法。
〔4〕 前記基質が、ホタルルシフェリン、バクテリアルルシフェリン、渦鞭毛藻類ルシフェリン、ヴァルグリン、セレンテラジン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される物質である、〔1〕から〔3〕のいずれかに記載の方法。
〔5〕 前記金属イオン結合タンパク質は、EFハンドモチーフ又はドッケリンモチーフを有するタンパク質である、〔1〕から〔4〕のいずれかに記載の方法。
〔6〕 発光タンパク質指示薬及び前記指示薬の発光基質が配置された試薬部と、前記試薬部が形成された基材とを有し、
前記発光タンパク質指示薬は、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されているタンパク質であり、
前記金属イオン結合タンパク質は、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質であり、
前記発光タンパク質指示薬及び前記発光基質は、前記試薬部に独立して配置されている、水の硬度測定用デバイス。
〔7〕 〔6〕に記載のデバイスに水を供給することで発せられる発光シグナルを、撮像部を備える携帯情報端末で撮像すること、及び、
前記携帯情報端末が備える情報処理手段により、前記撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出することを含む、水の硬度の測定方法。
〔8〕 〔6〕に記載のデバイス、該デバイスに水を供給することで発せられる発光シグナルを撮像可能な撮像部を備える携帯情報端末、及び、撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出可能なアプリケーションソフトウェアを含む、水の硬度測定システム。
The present disclosure further relates to one or more of the following non-limiting embodiments.
[1] A method for measuring the hardness of water using a photoprotein indicator, comprising:
contacting the photoprotein indicator with water and a luminescent substrate; and
determining or calculating water hardness from the luminescence signal of the photoprotein indicator;
The luminescent protein indicator has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. is a protein that contains
The metal ion binding protein is a protein having a divalent metal cation binding domain,
The method, wherein the luminescent substrate is a substrate of the chemiluminescent protein.
[2] The photoprotein indicator is linked to the metal ion-binding protein portion so that resonance energy transfer from the chemiluminescent protein portion to the fluorescent protein portion is possible by binding calcium ions or magnesium ions, [1 ] method described.
[3] The method of [1] or [2], wherein the chemiluminescent protein is a photoprotein selected from the group consisting of luciferase, aequorin, oberin, and combinations thereof.
[4] any one of [1] to [3], wherein the substrate is a substance selected from the group consisting of firefly luciferin, bacterial luciferin, dinoflagellate luciferin, vargulin, coelenterazine, and combinations thereof; described method.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the metal ion-binding protein is a protein having an EF-hand motif or a dockerin motif.
[6] having a reagent part in which a luminescent protein indicator and a luminescent substrate of the indicator are arranged, and a base material on which the reagent part is formed,
The luminescent protein indicator has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. is a protein that contains
The metal ion binding protein is a protein having a divalent metal cation binding domain,
A device for measuring water hardness, wherein the luminescent protein indicator and the luminescent substrate are independently arranged in the reagent section.
[7] capturing an image of a luminescence signal emitted by supplying water to the device according to [6] with a mobile information terminal having an imaging unit;
A method for measuring water hardness, comprising determining or calculating the hardness of water from imaging data of a luminescence signal obtained by the imaging unit by means of information processing means provided in the mobile information terminal.
[8] The device according to [6], a portable information terminal equipped with an imaging unit capable of imaging a luminescence signal emitted by supplying water to the device, and imaging data of the luminescence signal obtained by the imaging unit A water hardness measurement system including application software capable of determining or calculating water hardness.
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present disclosure will be described in more detail below with reference to examples, but these are examples and the present disclosure is not limited to these examples.
[発光タンパク質指示薬1の作製]
発光タンパク質指示薬となる融合発光タンパク質を以下のように作製した。
化学発光タンパク質としてNanoLuc、金属イオン結合タンパク質としてカルシウム/マグネシウムイオン結合タンパク質Cen3(ヒト由来HsCen3)、及び、蛍光タンパク質としてVenusを使用し、N末端側からVenus、HsCen3、及びNanoLucの順で連結させた融合発光タンパク質を作成し、発光タンパク質指示薬1とした。
なお、HsCen3は、C末端側から7アミノ酸残基を欠失させたて連結した。
[Preparation of luminescent protein indicator 1]
A fusion photoprotein that serves as a photoprotein indicator was prepared as follows.
Using NanoLuc as a chemiluminescent protein, calcium/magnesium ion-binding protein Cen3 (human-derived HsCen3) as a metal ion-binding protein, and Venus as a fluorescent protein, Venus, HsCen3, and NanoLuc were linked in this order from the N-terminal side. A fusion photoprotein was prepared and designated as
HsCen3 was ligated after deleting 7 amino acid residues from the C-terminal side.
[実験例1]
発光タンパク質指示薬1のカルシウムイオンとマグネシウムイオンに対する発光特性を確認した。その結果を図1に示す。
図1A及びBは、それぞれ、10mM CaCl2及び10mM MgCl2の存在下(黒線)又は非存在下(灰線)での発光タンパク質指示薬1の発光スペクトルを示す。図1において、発光スペクトルは、等発光点(506nm)でノーマライズした。
図1A及びBから、発光タンパク質試薬1は、カルシウムイオンと結合して発光強度が強くなり、また、マグネシウムイオンと結合して発光強度が強くなることが示された。
図1C及びDは、それぞれ、発光タンパク質指示薬1に対するカルシウムイオン及びマグネシウムイオンの滴定曲線(ヒルプロット曲線)を示す。カルシウムイオンに対するKdは、355μM(ヒル係数1.04)であり、マグネシウムイオンに対するKdは、4.7mM(ヒル係数1.6)であった。
図1A-Dはすべて、発光タンパク質濃度4 nM、発光基質濃度10 nM、総量100 μLの反応液に対して行った。
[Experimental example 1]
The luminescence properties of the
FIGS. 1A and B show the emission spectra of
1A and B show that
Figures 1C and D show titration curves (Hill plot curves) of calcium and magnesium ions, respectively, against
All FIGS. 1A-D were performed on reactions with a photoprotein concentration of 4 nM, a luminescent substrate concentration of 10 nM, and a total volume of 100 μL.
[実験例2]
発光タンパク質指示薬1のpH及び他の金属イオンの影響を確認した。その結果を図2に示す。
図2Aは、さまざまなpHで、10mM MgCl2の存在下(黒線)又は非存在下(灰線)での発光タンパク質指示薬1の発光強度比を比較した。すべての測定は3回行い、その平均値を示した。発光強度比は、Venusのピーク(525nM)をNanoLucのピーク(455nM)で割って算出した。
図2Bは、3μMのカリウムイオン、ヒ素イオン、亜鉛イオン、銅イオン、コバルトイオン、カドミウムイオン、鉛イオン、マンガンイオン、ニッケルイオン又は鉄イオンの存在下(左バー)、同金属イオンと10mM MgCl2との共存下(中バー)、及び、同金属イオンと10mM CaCl2との共存下(右バー)で、発光タンパク質指示薬1の発光強度比を比較した。すべての測定は3回行い、SEMをエラーバーで示した。発光強度比は、Venusのピーク(525nM)をNanoLucのピーク(455nM)で割って算出した。
図2A及びBより、発光タンパク質指示薬1は、pHの変化に対して安定であり、また、異なる金属イオン存在下においてもカルシウムイオン及びマグネシウムイオンに特異性が高いことが示された。
[Experimental example 2]
The effects of pH and other metal ions on
FIG. 2A compares the emission intensity ratio of
FIG. 2B shows the presence of 3 μM potassium, arsenic, zinc, copper, cobalt, cadmium, lead, manganese, nickel, or iron ions (left bar) with the same metal ions and 10 mM MgCl 2 . (middle bar) and in the presence of the same metal ion and 10 mM CaCl 2 (right bar). All measurements were performed in triplicate and SEM is shown with error bars. The emission intensity ratio was calculated by dividing the Venus peak (525 nM) by the NanoLuc peak (455 nM).
2A and B show that the
[実験例3]
図3Aに示す濃度のCaCO3水溶液、図3Bに示す濃度のCaCl2及びMgCl2の混合水溶液、及び、6種類の市販ミネラルウォーター(CMW1-6)を試料水とした場合の発光タンパク質指示薬1の発光強度比を測定した。その結果を図3C-Eに示す。
図3A及び3Bの硬度の値(Scale)及び分類(Classification)は、USGS(アメリカ地質調査所)が規定した水硬度(全硬度)の算出方法による値と分類である。
図3Cは、図3Aに示す濃度のCaCO3水溶液の結果であり、図3Dは、図3Bに示す濃度のCaCl2及MgCl2の混合水溶液の結果であり、そして、図3Eは、6種類の市販ミネラルウォーター(CMW1-6)の結果である。
図3に示す通り、発光タンパク質指示薬1は、水硬度に依存した発光強度比を示した。
[Experimental example 3]
CaCO 3 aqueous solution with the concentration shown in FIG. 3A, mixed aqueous solution of CaCl 2 and MgCl 2 with the concentration shown in FIG. Emission intensity ratio was measured. The results are shown in Figures 3C-E.
The hardness values (Scale) and classifications (Classification) in FIGS. 3A and 3B are values and classifications according to the water hardness (total hardness) calculation method specified by the USGS (United States Geological Survey).
FIG. 3C is the result of the CaCO3 aqueous solution with the concentration shown in FIG. 3A, FIG . 3D is the result of the mixed aqueous solution of CaCl2 and MgCl2 with the concentration shown in FIG . 3B, and FIG. These are the results of commercially available mineral water (CMW1-6).
As shown in FIG. 3,
[実験例4]
実験例3で使用した試料水を用いた発光タンパク質指示薬1の発光をスマートフォンのカメラで撮像し、その撮像データから発光強度比を算出した。その結果を図4に示す。
図4A,C,及びEは、ぞれぞれ、実験3で用いた試料水;3Aに示す濃度のCaCO3水溶液、図3Bに示す濃度のCaCl2及びMgCl2の混合水溶液、及び、6種類の市販ミネラルウォーター(CMW1-6)をタンパク質発光指示薬で発光させたときの様子をスマートフォンのカメラで撮像した取り込んだ画像である。
図4B,D,及びFは、ぞれぞれ、図4A,C,及びEの画像データを画像分析してRGB画像比(Blue/Green)を算出した結果を示す。コントロールとして、10mM MOPS(pH7.2)、100mM KClを使用した。
図4に示すとおり、スマートフォンで取り込んだ画像データの画像分析で得られた発光強度比も、試料水の硬度に依存していた。これにより、スマートフォン等の携帯情報端末で撮像したデータに基づいて水の硬度が判定・算出できることが示された。
[Experimental example 4]
The luminescence of the
Figures 4A, C , and E are sample water used in Experiment 3 , respectively; 1 is an image captured by a smartphone camera of a commercially available mineral water (CMW1-6) of No. 1, which was illuminated with a protein luminescence indicator.
FIGS. 4B, D, and F respectively show the results of image analysis of the image data of FIGS. 4A, C, and E to calculate the RGB image ratio (Blue/Green). 10 mM MOPS (pH 7.2) and 100 mM KCl were used as controls.
As shown in FIG. 4, the luminescence intensity ratio obtained by image analysis of the image data captured by the smartphone also depended on the hardness of the sample water. As a result, it was shown that water hardness can be determined and calculated based on data captured by a mobile information terminal such as a smartphone.
Claims (8)
前記発光タンパク質指示薬に水と発光基質とを接触させること、及び、
前記発光タンパク質指示薬の発光シグナルから水の硬度を判定又は算出することを含み、
前記発光タンパク質指示薬は、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されているタンパク質であり、
前記金属イオン結合タンパク質は、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質であり、
前記発光基質は、前記化学発光タンパク質の基質である、方法。 A method for measuring water hardness using a luminescent protein indicator, comprising:
contacting the photoprotein indicator with water and a luminescent substrate; and
determining or calculating water hardness from the luminescence signal of the photoprotein indicator;
The luminescent protein indicator has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. is a protein that contains
The metal ion binding protein is a protein having a divalent metal cation binding domain,
The method, wherein the luminescent substrate is a substrate of the chemiluminescent protein.
前記発光タンパク質指示薬は、化学発光タンパク質の部分と、金属イオン結合タンパク質の部分と、蛍光タンパク質の部分とを有し、化学発光タンパク質部分と蛍光タンパク質部分との間に金属イオン結合タンパク質部分が連結されているタンパク質であり、
前記金属イオン結合タンパク質は、2価の金属陽イオン結合ドメインを有するタンパク質であり、
前記発光タンパク質指示薬及び前記発光基質は、前記試薬部に独立して配置されている、水の硬度測定用デバイス。 a reagent part in which a luminescent protein indicator and a luminescent substrate of the indicator are arranged; and a base material on which the reagent part is formed,
The luminescent protein indicator has a chemiluminescent protein portion, a metal ion binding protein portion, and a fluorescent protein portion, wherein the metal ion binding protein portion is linked between the chemiluminescent protein portion and the fluorescent protein portion. is a protein that contains
The metal ion binding protein is a protein having a divalent metal cation binding domain,
A device for measuring water hardness, wherein the luminescent protein indicator and the luminescent substrate are independently arranged in the reagent section.
前記携帯情報端末が備える情報処理手段により、前記撮像部で得られた発光シグナルの撮像データから水の硬度を判定又は算出することを含む、水の硬度の測定方法。 capturing an image of a luminescence signal emitted by supplying water to the device according to claim 6 with a mobile information terminal comprising an imaging unit;
A method for measuring water hardness, comprising determining or calculating the hardness of water from imaging data of a luminescence signal obtained by the imaging unit by means of information processing means provided in the mobile information terminal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019006110A JP7148136B2 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Water hardness measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019006110A JP7148136B2 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Water hardness measurement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020115089A JP2020115089A (en) | 2020-07-30 |
| JP7148136B2 true JP7148136B2 (en) | 2022-10-05 |
Family
ID=71778482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019006110A Active JP7148136B2 (en) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Water hardness measurement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7148136B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023094290A (en) * | 2021-12-23 | 2023-07-05 | 国立大学法人大阪大学 | Super-resolution image generation method, super-resolution image generation system, fluorescence probe, and expression kit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010521652A (en) | 2006-12-04 | 2010-06-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Compositions, devices, and related methods |
| JP2012202989A (en) | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Middleland Sensing Technology Inc | Test strip reading and analyzing system and method |
| US20140273243A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Ecolab Usa Inc. | Water hardness monitoring via fluorescence |
| JP5711462B2 (en) | 2006-12-21 | 2015-04-30 | カルシビス リミテッド | Compositions and methods for detecting decalcification |
| US20170003261A1 (en) | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Ecolab Usa Inc. | Calibration Method for Water Hardness Measurement |
-
2019
- 2019-01-17 JP JP2019006110A patent/JP7148136B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010521652A (en) | 2006-12-04 | 2010-06-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Compositions, devices, and related methods |
| JP5711462B2 (en) | 2006-12-21 | 2015-04-30 | カルシビス リミテッド | Compositions and methods for detecting decalcification |
| JP2012202989A (en) | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Middleland Sensing Technology Inc | Test strip reading and analyzing system and method |
| US20140273243A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Ecolab Usa Inc. | Water hardness monitoring via fluorescence |
| US20170003261A1 (en) | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Ecolab Usa Inc. | Calibration Method for Water Hardness Measurement |
| JP2018519513A (en) | 2015-07-01 | 2018-07-19 | エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド | Calibration method for water hardness measurement |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 齊藤健太,永井健治,高輝度化学発光タンパク質Nano-lanternの開発 化学発光イメージングへの誘い,化学と生物,公益社団法人 日本農芸化学会,2014年,Vol52 No10,646-650 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020115089A (en) | 2020-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102439444B (en) | Measuring G protein-coupled receptor activation | |
| EP1088233B1 (en) | A bioluminescence resonance energy transfer (bret) system and its use | |
| US12436104B2 (en) | Fluorescent probe for branched chain amino acids and use thereof | |
| CN109762050B (en) | Fluorescent protein pair for high-sensitivity FRET imaging and application thereof | |
| CN110684789A (en) | Fusion gene, recombinant vector and preparation method thereof, cadmium ion whole-cell biosensor and preparation method and application thereof | |
| US9970930B2 (en) | Drug discovery and protein-protein interaction assay using fluorescent protein exchange | |
| KR20090116733A (en) | Secretory Luciferase MLUCC7 and Uses thereof | |
| JP7148136B2 (en) | Water hardness measurement | |
| JP6132350B2 (en) | Artificial bioluminescent enzyme | |
| US20080108128A1 (en) | Resonance Energy Transfer Assay System for Multi-Component Detection | |
| JP6785008B2 (en) | New artificial luminescent enzyme group | |
| WO2018139614A1 (en) | Method of detecting biological material, and chemiluminescent indicator used therein | |
| JPWO2018143106A1 (en) | Device and determination system using the same | |
| JP4427671B2 (en) | Monitor protein for measuring protein processing | |
| WO2002003069A1 (en) | cGMP-VISUALIZING PROBE AND METHOD OF DETECTING AND QUANTIFYING cGMP BY USING THE SAME | |
| KR101929222B1 (en) | Fret sensor for detecting l-glutamine and detecting method of l-glutamine using the same | |
| Rusanov et al. | Fluorescence resonance energy transfer between fluorescent proteins as powerful toolkits for in vivo studies | |
| WO2009087967A1 (en) | Method for detecting a protein-protein interaction | |
| JPWO2004022600A1 (en) | Secreted or membrane-bound chimeric protein | |
| KR20190087204A (en) | Fret sensor for detecting l-leucine and detecting method of l-leucine using the same | |
| WO2013087921A1 (en) | Engineered fluorescent proteins for enhanced fret and uses thereof | |
| Tahir | BRET-based reporter conjugated luminescent nanoparticles for improved bioluminescence imaging | |
| Denis et al. | NanoBlocks: creating fluorescent biosensors from affinity binders using competitive binding | |
| Weist | Designing Biosensors to Detect the Activity of Signaling Pathways during Host-Microbe Interactions | |
| Hossain | Study on affinity variants of bioluminescent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211109 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220906 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220914 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7148136 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |