| Project/Area Number |
23K22765
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| Project/Area Number (Other) |
22H01495 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
岡 和彦 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (00194324)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | 偏光計測 / チャネルド偏光計測法 / 超精密計測 / ハイパー分光 / 分光偏光計測 / 光コヒーレンストモグラフィ |
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| Outline of Research at the Start |
近年バイオイメージングの分野で、非染色・非破壊・非侵襲で、細胞や組織にやさしい観察を可能とするいわゆるラベルフリー(非標識)イメージングが注目されている。本研究では、その中でも特に偏光を用いたラベルフリーイメージングを発展させるために、新たな偏光顕微鏡などを開発し、その基本特性を明らかにする。基盤となる技術は、我々が以前から研究してきたチャネルド偏光計測原理であり、それらをバイオイメージングに適するように拡張して用いる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、ラベルフリーイメージングの実現法の一つとして、偏光を利用したバイオイメージング技術が注目されている。しかしながら、偏光計測装置に内在する様々な制約により、その潜在能力を未だ十分に活かしきれていないのが実情である。そこで本研究では、これらの旧来法の制約の解消と新たな展開を目指し、以前から応募者らが研究してきたチャネルド偏光計測法を用いて、新しい偏光バイオイメージング技術をいくつか提案し実証するとともにその基本特性を明らかにする。
本研究課題では、まず、２枚の高次移相子を用いた偏光感受型光コヒーレンストモグラフィ(PS-OCT)の新しい構成を提案した。この原理では、高次移相子によって試料のJones行列の各成分が異なる光路長を持った光波に変換されるため、干渉計の大部分を単一偏光で構成できる。これにより、干渉計を構成する光ファイバ等に偏光乱れがあってもその影響をほとんど受けずにJones行列の４要素の断層像を独立に測定できる。
また、チャネルド偏光計測法に基づいたハイパー分光偏光顕微鏡の基本原理を提案した。これを用いると、微小物体の偏光特性を、顕微鏡下で波長λと空間座標x, yの両方の関数として測定できる。この原理では、顕微鏡中に回転移相子や液晶偏光変調器等の機械的ないし能動的な偏光制御素子が不要であり、試料の１次元走査等を行うのみでハイパー分光測定が可能であるという特徴を持つ。
これらの新原理について、基礎的な実証実験によりその動作と有効性をおおよそ確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究開始時に行った予備実験により、一部の原理の測定誤差が想定より過大となることが判明し、実験装置の改定や原理そのものの改変が必要となった。このため当初計画より進捗がやや遅れている。ただし現時点までに、これらの問題を解消できる目処が立ちつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに本研究課題では、上述のように、偏光バイオイメージングへの応用を目指した新しい計測法を提案した。ただしまだ原理検証実験に成功した段階であり、実際に細胞や生体組織の偏光測定に利用する前に計測原理の基本性能の検証や測定精度の向上などを行う必要がある。今後は、これらの課題を解決するために、まずは実証実験の評価を行い、性能を制約する要因を突き止めてその改善を行う。また、一部の計測方法については、さらなる原理の改良が必要であることが判明しているので、これらについても改めて実証実験を進めていく。その後に、これらの原理を実際に細胞や生体組織の試料についての測定へ適用する。
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