ハイスループット酵素スクリーニング

次世代の酵素研究を加速：ドロップレットスクリーニングで効率アップ

マイクロ流体ドロップレット技術により、酵素のスクリーニングプロセスが大幅に効率化され、産業的に価値のある酵素の開発が促進されています。

酵素スクリーニングとは

酵素スクリーニングは、酵素の活性、特異性、安定性などの特性を評価するために、多数の酵素サンプルを迅速かつ効率的に試験する方法です。酵素の発見、新しい酵素の特性評価、および産業用途に適した酵素の選定に広く使用されます。

酵素スクリーニングの用途

• 産業用酵素の探索
  新しい用途に適した酵素を発見するために使用されます。例えば、バイオ燃料の生産や食品加工における酵素の探索に有用です。
• 医薬品研究開発
  酵素阻害剤の開発や特定の酵素をターゲットとした治療法の研究において、酵素スクリーニングが重要な役割を果たします。

マイクロドロップレット（microfluidic droplet、microdroplet）とは

マイクロドロップレットとは、互いに混ざらない２種類の液体（例：水相と油相）を用いて生成されたマイクロメートルサイズの液滴（ドロップレット）です。各ドロップレットは独立した反応場として機能し、ハイスループットに反応を実行したり、微生物や細胞を封入したり、スクリーニングすることが可能となります。マイクロドロップレット技術は、バイオテクノロジーやプロセス分野の研究における革新的なソリューションを提供し、ハイスループットスクリーニングやマイクロ合成システムの次世代プラットフォームとしての応用が期待されています。
 

マイクロドロップレット技術を用いた酵素スクリーニングの利点

• 精密な制御
  ドロップレット内の反応条件を精密に制御できるため、酵素の活性や特性を高精度で評価することができます。ドロップレット内での酵素反応の進行をリアルタイムでモニタリングすることも可能です。
• ハイスループットスクリーニング
  マイクロ流体ドロップレット技術は、マイクロ流路チップを搭載するドロップレットジェネレーターによって短時間で数百万個のドロップレットを生成し、それぞれに異なる酵素反応を実行することができます。ソーターや質量分析計（MS）などの分析技術と併用することで、酵素反応の生成物を高感度で検出することができます。これにより、短時間で大量の酵素をスクリーニングすることが可能です。

マイクロドロップレット技術を用いた酵素スクリーニングの実施手順例

1. サンプル収集・準備
   サンプルを収集し、適切な条件下で保存および処理します。
2. アッセイ開発・検討
   酵素活性を測定するための適切なアッセイ（試験法）を開発します。これには、基質の選定、反応条件の最適化、および検出方法の確立が含まれます。
3. ハイスループットなドロップレット生成
   多数の酵素サンプルを同時にテストするために、ドロップレットジェネレーターによって短時間で大量のサンプルをドロップレット封入します。

4. ソーティング
   ドロップレット封入されたサンプルをソーターで選択・分取します。これにより、短時間で大量のデータを収集できます。

5. データ解析
   得られたデータを解析し、酵素の活性、特異性、安定性などの特性を評価します。これにより、目的の特性を持つ酵素を特定します。

マイクロドロップレットジェネレーター μ-Droplet NTS
マイクロ ドロップレットジェネレーター μ-Droplet NTSは、最先端のドロップレット技術を活用し、迅速かつ効率的なドロップレット生成と検出を実現し、酵素スクリーニングをサポートします。

 

FACS/蛍光活性化ドロップレットソーティング（FADS）

蛍光強度に基づいてドロップレットをソーティングし、特定酵素の高産生株を取得できます。
例：α-アミラーゼ高産生株を取得
 

Drop-NIMS

この技術は、マイクロ流体ドロップレット技術と質量分析計を組み合わせたもので、酵素反応の生成物を迅速にスクリーニングすることができます。
例：グリコシド加水分解酵素の活性評価

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