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コヒーレントラマンイメージングによる生細胞のin-vivo追跡

Research Project

Project/Area Number 18750007
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

加納 英明  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 准教授 (70334240)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywordsコヒーレント・アンチストークス・ラマン散乱 / CARS / フォトニック結晶ファイバー / スーパーコンティニューム光 / ラマン分光 / 顕微分光 / 生細胞
Research Abstract

本研究では,申請者が開発したマルチプレックスCoherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS)顕微分光装置を用いることで,生細胞のin vivo計測を行った.CARS光は高強度でかつ指向性があり,イメージを高速に得ることができる.これに加え,CARSスペクトルを取得することにより,複数の振動共鳴した信号を同時に測定可能である.このため,細胞内の構造をマルチカラーで高速に可視化することができる.本年度は,分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)の細胞分裂過程をin vivo計測することを試みた.その結果,C-H伸縮振動による明瞭なCARSイメージを得ることに成功した.酵母の内部には,信号強度の強いスポットが複数箇所存在し,分裂中に細胞内を移動する様子が観察できた.これらはリン脂質を豊富に含むミトコンドリア等の膜系オルガネラであると考えられる.また,分裂前には,細胞中央付近に多糖類から構成される隔壁が出現することも可視化できた.以上のように,CARSを用いることで生細胞のダイナミクスを追跡することに成功した.これに加え,スーパーコンティニューム光を用いることで,二光子励起を行うことも可能であることがわかった.二光子励起によって生じる蛍光がCARSとスペクトル的に分離できたため,同じ光学系でCARSと二光子蛍光の同時測定が可能となった.これにより,緑色蛍光蛋白(GFP)で核を染色した酵母生細胞について,核を明瞭に可視化することにも成功した.CARS,二光子蛍光を効果的に用いた本方法により,生きた分裂酵母の細胞分裂過程に伴う様々なオルガネラのダイナミクスを明瞭に可視化することができた.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Coherent Raman Imaging of Human Living Cells Using a Supercontinuum Light Source2007

    • Author(s)
      Hideaki Kano and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 46

      Pages: 6875-6877

    • NAID

      40015642896

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  • [Journal Article] Supercontinuum Dynamically Visualizes a Dividing Single Cell2007

    • Author(s)
      Hideaki Kano and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry 79

      Pages: 8967-8973

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    • Author(s)
      Masanari Okuno, Hideaki Kano, Philippe Leproux, Vincent Couderc, and Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Optics Letters 32

      Pages: 3050-3052

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  • [Journal Article] Vibrational imaging of a single pollen grain by ultrabroadband multiplex coherent anti-Stokes Raman scattering microspectroscopy2007

    • Author(s)
      Hideaki Kano, Hiro-o Hamaguchi
    • Journal Title

      Chemistry letters 35 (10)

      Pages: 1124-1125

    • NAID

      10018322995

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    • Author(s)
      加納英明, 濱口宏夫
    • Journal Title

      生物物理 46(6)

      Pages: 349-352

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  • [Journal Article] スーパーコンティニューム光を用いたコヒーレントラマン分光

    • Author(s)
      加納英明
    • Journal Title

      Molecular Science (印刷中)

    • NAID

      130002126173

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      2008-02-09
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      加納英明・浜口宏夫
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      2008-02-08
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      東京
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      2007-07-07
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      6
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  • [Book] 実験医学別冊

    • Author(s)
      安藤正浩, 内藤康彰, 加納英明, 濱口宏夫
    • Publisher
      ラマン顕微分光法〜生細胞を分子レベルで観る〜(印刷中)
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  • [Book] Nanobiophotonics

    • Author(s)
      Hideaki Kano, Yu-San Huang, Yasuaki Naito, Hiro-o Hamaguchi
    • Publisher
      Linear and Non-Linear Raman Microspectroscopy and Imaging of Single Living Cells; Visualization of Life and Death at the Cellular Level(in press)
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  • [Remarks] 受賞:日本化学会 第57回進歩賞(2007年3月27日授与),光科学技術振興財団 研究表彰(2007年3月6日授与)

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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