東大，レーザーの相分離液滴生成でDNAパターニング

東京大学の研究グループは，レーザーを用いた相分離液滴生成において，従来の常識とは異なり，レーザー照射をやめたあとも長時間安定に存在する新奇の相分離現象を発見した。さらに，この現象を利用することで，DNAを高濃度に濃縮した相分離液滴をパターニングすることに成功した（ニュースリリース）。

液-液相分離現象は，分子を分離・濃縮する手法として注目されており，相分離液滴を自由に作り出すことができれば，さまざまな応用への発展が期待できる。

レーザーを用いた相分離液滴生成は，位置や時間を制御できるが，レーザー照射によって局所的に液滴が生成する条件を一時的に作り出しているため，従来の条件ではレーザー照射をやめると生成した液滴は消失する。

研究グループは，レーザー照射をやめたあとも液滴が消失せず，少なくとも数日以上，安定に存在する液滴生成条件を発見した。この現象を利用して，作成した相分離液滴の中にDNAを高濃度に濃縮し，その状態を長時間維持することに成功した。

生成した液滴は，レーザー照射をやめるとゆっくりと収縮するが，数時間後には収縮が止まる。また，生成液滴のDNA濃度を計測したところ，液滴の周りの濃度に比べ数千倍のDNA濃縮が実現していることがわかった。

この手法では，光ピンセットを搭載した顕微鏡を用いる。この顕微鏡は，試料の観察に用いるのと同じ対物レンズでレーザー光を集光させることができるため，あらかじめ試料を顕微鏡観察して目的の位置を決めてからレーザー照射を開始することで，希望する場所とタイミングで液滴を作成し，その中に DNAを濃縮できる。

さらに，生成した液滴の操作（消去，動かす，分ける，合体させる）が可能であることも見出した。また，この手法で作成する相分離液滴は，用いた原理上，生成液滴の正確な温度制御が可能であるという利点もある。このため，この手法は，反応温度が重要な生化学実験への応用が可能。また，DNAだけでなくRNAの濃縮も可能なほか，原理上，タンパク質や抗体なども濃縮することができる。

研究グループは，液滴が長時間安定に存在する条件について検討した結果，相分離して2相になる組成に限りなく近い条件で実験を行なうと液滴が消失しなくなることを実験的に明らかにした。これは，相分離してできた2つの相が安定に存在する条件に近い状況が局所的にでき，その結果，液滴が消失しにくい状態が実現すると推測した。

こうした状態の存在はこれまで知られておらず，今回発見した現象について研究グループは，相分離などの相転移現象を支配する物理をより深く理解するために，新たな問いを投げかけるものだとしている。