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光スイッチング型ラマンプローブによる多重超解像イメージングの実現

Research Project

Project/Area Number 22KJ0628
Project/Area Number (Other) 21J21396 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology (2023)
The University of Tokyo (2021-2022)

Principal Investigator

藤岡 礼任  東京工業大学, 生命理工学院, 助教

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsラマンプローブ / 光スイッチング / 超解像イメージング / 多重検出
Outline of Research at the Start

本研究では、化合物の吸収波長に基づいてepr効果の有無によって検出感度が変化することを利用し、光によってラマン信号のoff/onがスイッチングされる、超解像イメージングに適したラマンプローブを開発する。さらに、本研究課題で得られた知見を拡張し、新たなラマンプローブ開発へと発展させる。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに開発を達成した光スイッチング型ラマンプローブDAE620を用いた超解像ラマンイメージング(RESORT)の研究成果を投稿論文にまとめ、提出した。本研究では光照射によってラマン信号を変化させる分子を開発できればRESOLFTと同様の原理に基づいて超解像ラマンイメージング(RESORT)を達成できるのではないかと考え、研究を行った。共鳴ラマンでは分子の吸収波長によってラマン信号強度が変化することに着目し、光照射によって吸収波長が大きく変化し、かつ光スイッチング特性にも優れているジアリールエテン誘導体の合成に取り組んだ。その中でプローブの候補化合物として見出したDAE620は可視・紫外光照射によって長波長の閉環体と短波長の開環体の構造をスイッチング可能であることが確認され、この構造変化によってfingerprint領域のラマン信号に大きな変化が生じることが明らかとなった。開発したDAE620を電子線レジストに塗布した基板上では、ドーナツ光の照射強度が高くなるにつれて空間分解能が向上することが確認され、RESORTイメージングに適した特性を有していることが確認された。さらに、DAE620は生きた細胞およびショウジョウバエ組織中でも可視・紫外光の照射によってラマン信号をスイッチング可能であることが確認され、ミトコンドリア局在リガンドを導入したDAE620-Mitoを用いて細胞中でRESORTイメージングを行えることが実証された。本研究成果はScience Advances誌に投稿・受理された。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Super-resolution vibrational imaging based on photoswitchable Raman probe2023

    • Author(s)
      Shou Jingwen、Komazawa Ayumi、Wachi Yuusaku、Kawatani Minoru、Fujioka Hiroyoshi、Spratt Spencer John、Mizuguchi Takaha、Oguchi Kenichi、Akaboshi Hikaru、Obata Fumiaki、Tachibana Ryo、Yasunaga Shun、Mita Yoshio、Misawa Yoshihiro、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Kamiya Mako、Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 24

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade9118

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activatable Raman Probes Utilizing Enzyme-Induced Aggregate Formation for Selective Ex Vivo Imaging2023

    • Author(s)
      Fujioka Hiroyoshi、Kawatani Minoru、Spratt Spencer John、Komazawa Ayumi、Misawa Yoshihiro、Shou Jingwen、Mizuguchi Takaha、Kosakamoto Hina、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Obata Fumiaki、Ozeki Yasuyuki、Kamiya Mako
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 145 Issue: 16 Pages: 8871-8881

    • DOI

      10.1021/jacs.2c12381

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Super-resolution vibrational imaging based on photoswitchable Raman probe2022

    • Author(s)
      Shou Jingwen、Komazawa Ayumi、Wachi Yuusaku、Kawatani Minoru、Fujioka Hiroyoshi、Spratt Spencer John、Mizuguchi Takaha、Oguchi Kenichi、Obata Fumiaki、Tachibana Ryo、Misawa Yoshihiro、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Kamiya Mako、Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.08.28.505494

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 光応答性ラマンプローブの開発2023

    • Author(s)
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • Organizer
      生体機能関連サマースクール
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 光機能性ラマンプローブの開発とその応用2023

    • Author(s)
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • Organizer
      第61回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 信号を光で制御可能なラマンプローブの開発2023

    • Author(s)
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • Organizer
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集体形成を活用した細胞内滞留型ラマンプローブによる領域選択的酵素活性イメージング2023

    • Author(s)
      藤岡礼任,Spencer John Spratt,浦野泰照,小関泰之,神谷真子
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素反応に伴う凝集体形成を活用したactivatable型ラマンプローブによる選択的ex vivoイメージング2023

    • Author(s)
      藤岡礼任,Spencer John Spratt,浦野泰照,小関泰之,神谷真子
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 凝集体形成を活用したactivatable型ラマンプローブによるex vivo酵素活性イメージング2022

    • Author(s)
      藤岡礼任,寿景文,Spencer John Spratt,小坂元陽奈,小幡史明,小関泰之,神谷真子
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第16回年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Multicolor activatable Rmana probes for detecting enzyme activities in live-cells or tissues2022

    • Author(s)
      Hiroyoshi Fujioka,. Spencer John Spratt, Jingwen Shou, Hina Kosakamoto, Fumiaki Obata, Yasuteru Urano, Yasuyuki Ozeki, Mako Kamiya
    • Organizer
      EMBO Chemical biology 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 糖加水分解酵素を検出するO-function型activatableラマンプローブの開発2022

    • Author(s)
      藤岡礼任、寿景文、浦野泰照、小関泰之、神谷真子
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 月刊「細胞」2022年12月号 ラマンイメージングの最前線,ラマンプローブによる酵素活性の多重検出2022

    • Author(s)
      藤岡礼任・神谷真子
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      北隆館
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] -SH基含有化合物検出型ラマンプローブ2023

    • Inventor(s)
      神谷真子、村尾侑大、藤岡礼任、河谷 稔
    • Industrial Property Rights Holder
      神谷真子、村尾侑大、藤岡礼任、河谷 稔
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-034848
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 凝集誘起増強型ラマンプローブ又は蛍光プローブ2023

    • Inventor(s)
      浦野泰照、沖中桃 子、藤岡礼任、河谷 稔、神谷真子
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、沖中桃 子、藤岡礼任、河谷 稔、神谷真子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-032292
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] DEVELOPMENT OF O-FUNCTIONAL ACTIVATABLE RAMAN IMAGING PROBE2022

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、藤岡礼任、駒沢歩弥、小関泰之、寿景文
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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