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Targeting Raman spectral information and its application to faster Raman imaging

Research Project

Project/Area Number 20K15195
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

Mochizuki Kentaro  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50868768)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsラマン散乱顕微法の測定効率化 / 肝脂肪化の早期検出 / 細胞種の判別 / ラマン散乱顕微鏡 / 撮像高速化 / 細胞・生体組織分析 / 細胞分析 / 高速ラマン散乱顕微法 / 検出スペクトル情報量の最適化 / 細胞・組織イメージング
Outline of Research at the Start

ラマン散乱顕微法の撮像高速化に向け、測定目的を達成するために必要最小限なスペクトル情報を測定条件に反映させ、撮像速度を従来法よりも3桁以上向上させる。生体試料の各構成物質や薬剤などの検出において本質的に重要なスペクトル情報を探索した上で、多重照明型ラマン散乱顕微法における測定条件を可能な限り最適化することで撮像高速化を図る。生体試料内における異物検出や薬物応答など、ラマン散乱顕微法の特性を生かした細胞分析における高スループット化へと繋げる。

Outline of Final Research Achievements

In order to improve the efficiency in Raman microscopy, which is useful for the assessment of biological specimens, the necessary information depeinding on the analysis target was investigated, and the output was aimed to be applied for the fast Raman microscopic imaging.
In the analysis for fatty liver models, it was shown that the Raman bands attributed to retinol and lipid helped the detection of the liver steatosis in an early stage. And in the analysis of a human thyroid cell lines, the possibility that the intensity contrast between Raman bands of reduced heme and lipid enables the discrimination of those thyroid cell types.
A part of the results was presented at domestic and international conferences and on an academic journal. Also, a Raman microscopic system enabling faster imaging by limiting the Raman spectral information to be detected was under development.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、肝脂肪化早期モデルを対象とした組織状態解析とヒト甲状腺細胞株を対象とした細胞分析において有効なスペクトル情報を選別することにより、ラマン散乱顕微法による生物試料解析において測定を効率化できる可能性を示した点に学術的意義がある。
また、その達成はラマン散乱顕微法を活用した医学生物学研究の促進に寄与するものと期待され、加えて、HE染色切片観察などの従来の病理学的診断手法では困難であった肝脂肪化の早期検出にラマン散乱顕微法が有用である可能性を示した点に社会的意義がある。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Label-free Assessment of the Nascent State of Rat Non-alcoholic Fatty Liver Disease Using Spontaneous Raman Microscopy2022

    • Author(s)
      Takemura Masashi、Mochizuki Kentaro、Harada Yoshinori、Okajima Akira、Hayakawa Michiyo、Dai Ping、Itoh Yoshito、Tanaka Hideo
    • Journal Title

      ACTA HISTOCHEMICA ET CYTOCHEMICA

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 57-66

    • DOI

      10.1267/ahc.22-00013

    • ISSN
      0044-5991, 1347-5800
    • Year and Date
      2022-04-27
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 肝脂肪化から線維化までの高精度判別に向けたラマン散乱顕微法の利用2023

    • Author(s)
      望月健太郎、早川路代、原田義規、田中秀央
    • Organizer
      第69回日本病理学会秋期特別学術集会(ポスター発表)
    • Related Report
      Products Report
  • [Presentation] 肝脂肪化早期における脂肪沈着とレチノール消失の無標識検出および定量評価2022

    • Author(s)
      望月健太郎、竹村雅至、早川路代、田村昌子、原田義規、田中秀央
    • Organizer
      第68回日本病理学会秋期特別総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発ラマン散乱顕微法を利用した脂肪化早期における脂肪滴形成およびレチノール喪失の定量評価2021

    • Author(s)
      望月健太郎、竹村雅至、原田義規、田中秀央
    • Organizer
      第110回日本病理学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Assessment of lipid droplet formation and retinol depletion in nascent state of liver steatosis by Raman microscopy2021

    • Author(s)
      Kentaro Mochizuki, Masashi Takemura, Yoshinori Harada, Hideo Tanaka
    • Organizer
      JSH International Liver Conference 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Raman spectroscopic analysis of biological tissues2021

    • Author(s)
      Kentaro Mochizuki, Yoshinori Harada
    • Organizer
      The 12th SymposiaKPUM
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 自発ラマン散乱顕微法を利用した肝脂肪化早期における脂肪滴形成およびレチノール喪失の定量評価2021

    • Author(s)
      望月健太郎、竹村雅至、原田義規、田中秀央
    • Organizer
      第110回日本病理学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 組織細胞化学2021 第3章「光学顕微鏡の原理と正しい使い方」2021

    • Author(s)
      望月健太郎、田中秀央
    • Total Pages
      254
    • Publisher
      日本組織細胞化学会
    • Related Report
      Products Report
  • [Remarks] 2024年度(第26回)日本組織細胞化学会論文賞 受賞 M. Takemura, K. Mochizuki, Y. Harada, A. Okajima, M. Hayakawa, P. Dai, Y. Itoh, H. Tanaka, "Label-free Assessment of the Nascent State of Rat Non-alcoholic Fatty Liver Disease Using Spontaneous Raman Microscopy", Acta Histochem. Cytochem, 55, 57-66 (2022)

    • Related Report
      Products Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-03-27  

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