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Applications of nanofiber needles to Raman-based optical analysis in single cells

Research Project

Project/Area Number 16K13646
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Nanobioscience
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

Fujiwara Masazumi  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 講師 (30540190)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 湯川 博  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任准教授 (30634646)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsナノ光ファイバ / 一細胞解析 / 再生医療 / 細胞 / ナノ光デバイス / 生体計測 / ラマン散乱 / ナノバイオ / マイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織
Outline of Final Research Achievements

Real-time single cell analysis is an important technological milestone that may enable diagnosing cancer or senescence of single stem cells in regenerative medicine. The project is aimed to develop such a single cell analysis in a remote-sensing style for cells in living organisms by using optical nanofibers. We fabricated needle-shape nanofibers by a newly developed hydrogen-oxygen micro torch to form arbitrary shapes of nanofibers. Nanofibers design was conducted by electromagnetic simulation. Raman characteristics and stem-cell function have been evaluated in the context of their integration into nanofiber-based single cell analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、量子エレクトロニクス分野で開発してきたナノ光デバイスを、大胆にも幹細胞の
一細胞計測にまで応用しようとする挑戦的な目標を掲げている。ナノ光ファイバは超高効率蛍光検出ナノデバイスとして、既に理論・実験両面でその詳細な動作特性が明らかとなっており、これをニードル化する事に成功した点で、新しいバイオ分析コンセプトを提供している。また幹細胞移植治療でのリモートセンシングを念頭に、再生因子への影響などを解明した点で、バイオ医療応用への方向性を示した点で、将来の分析ツールとして期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Humboldt University of Berlin/Department of Physics/Prof. Oliver Benson(ドイツ)

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    • Journal Title

      Chemical Physics Letters: X

      Volume: 2 Pages: 100023-100023

    • DOI

      10.1016/j.cpletx.2019.100023

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    • Author(s)
      Masazumi Fujiwara, Ryuta Tsukahara, Yoshihiko Sera, Hiroshi Yukawa, Yoshinobu Baba, Shinichi Shikata, and Hideki Hashimoto
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 9 Issue: 22 Pages: 12606-12614

    • DOI

      10.1039/c9ra02282a

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      Miyasato Ryo, Sato Haruyuki, Yano Toshihiro, Fujiwara Masazumi, Hashimoto Hideki
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 358 Pages: 452-458

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.10.054

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      M. Fujiwara, Y. Shikano, R. Tsukahara, S. Shikata, H. Hashimoto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 14773-14773

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33041-6

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      Masazumi Fujiwara, Oliver Neitzke, Tim Schroder, Andreas W. Schell, Janik Wolters, Jiabao Zheng, Sara Mouradian, Mohamed Almoktar, Shigeki Takeuchi, Dirk Englund, and Oliver Benson
    • Journal Title

      ACS OMEGA

      Volume: 2 Issue: 10 Pages: 7194-7202

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01223

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      N. Yukihira, Y. Sugai, M. Fujiwara, D. Kosumi, M. Iha, K. Sakaguchi, S. Katsumura, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, H. Hashimoto
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      Faraday Discuss.

      Volume: 未確定 Pages: 59-71

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      M. Fujiwara, K. Yoshida, T. Noda, H. Takashima, A. W. Schell, N. Mizuochi, S. Takeuchi
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 27 Issue: 45 Pages: 455202-455202

    • DOI

      10.1088/0957-4484/27/45/455202

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      藤原 正澄,塚原 隆太,世良 佳彦,西村 勇姿,須貝 祐子,Jentgens Christian,手木 芳男,鹿田 真一,橋本 秀樹
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      Nao Yukihira, Masazumi Fujiwara , Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell and Hideki Hashimoto
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      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市港北区)
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      2017-03-16
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      小林香央里、湯川博、村田勇樹、城潤一郎、小野島大介、山本雅哉、石川哲也、田畑泰彦、馬場嘉信
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      日本化学会 第97春季年会
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      慶應義塾大学日吉キャンパス(横浜市港北区)
    • Year and Date
      2017-03-16
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      藤原正澄、鹿野豊、橋本秀樹
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      パシフィコ横浜(横浜市西区)
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      第64回応用物理学会春季学術講演会
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      パシフィコ横浜(横浜市西区)
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      2017-03-14
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      第16回日本再生医療学会
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      仙台国際センター(仙台市青葉区)
    • Year and Date
      2017-03-07
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      Nao Yukihira, Yuko Sugai, Masazumi Fujiwara, Daisuke Kosumi, Kazuhiko Sakaguchi, Shigeo Katsumura, Alastair T. Gardiner, Richard J. Cogdell, Hideki Hashimoto
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      行平奈央、須貝祐子、藤原正澄、Alastair T. Gardiner、Richard J. Cogdell、橋本秀樹
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      Masazumi Fujiwara, Ryuta Tsukahara, Yoshihiko Sera, Shinichi Shikata and Hideki Hashimoto
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      行平奈央、佐藤大樹、藤原正澄、伊波匡彦、Alastair T. Gardiner、Richard J. Cogdell、 橋本秀樹
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    • Inventor(s)
      藤原正澄,湯川博,馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      藤原正澄,湯川博,馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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      宮里遼,橋本秀樹,藤原正澄
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      花王株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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