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超解像イメージングに資する新規多色・多機能蛍光色素群の開発

Publicly Offered Research

Project AreaMutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
Project/Area Number 25113707
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

神谷 真子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90596462)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2014: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2013: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords超解像イメージング / 分子内スピロ環化平衡 / 蛍光プローブ
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度においては、分子内スピロ環化平衡を最適化することで開発したブリンキング色素HMSiRを用い、細胞における超解像イメージングを実施した。特にH25年度までの検討から、1)ライブセルにおける超解像タイムラプスイメージング、2)共焦点顕微鏡での超解像イメージングが実施可能であることが示唆されたため、平成26年度ではより詳細な条件を精査した。その結果、本色素を用いることで、原理的にレーザー強度を下げることが出来ない従来のdSTORMでは難しかった測定が可能であることが示された。
1)生細胞中の微小管をブリンキング色素でラベル化後、従来のdSTORMの10分の1以下の強度の励起光で10分おきに7回測定したところ、合計約1時間にわたって微小管が動く様子を観測することに成功した。また、5分間連続して測定し、30秒につき1枚の超解像画像を15秒ずつずらして動画を作製することで、チューブリンの重合/脱重合のダイナミクスを15 s/frameという比較的高い時間分解能かつ47nmの空間分解能で観察できることを示した。このように、必要な空間分解能や測定時間、細胞試料への影響を考慮してレーザー強度を最適化することが可能であることが示された。
2)低レーザー強度でも明滅する特性を活かし、細胞深部におけるSLMを実施した。細胞を固定化後、ガラス面から数マイクロメートル離れた核の上部に位置する核膜孔を構成するPOM121及びNup107を抗体によってラベル化し、スピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、各分子の中心角から8回対称であることが示唆された。また、POM121の方がNup107より半径が大きく、報告されている位置関係と一致した。これらの結果から本色素をスピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡と併せて用いることで観測領域をガラス面近傍から細胞深部に拡張できることが示された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (35 results) (of which Invited: 7 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sensitive β-galactosidase-targeting fluorescence probe for visualizing small peritoneal metastatic tumours in vivo2015

    • Author(s)
      Daisuke Asanuma, Masayo Sakabe, Mako Kamiya, Kyoko Yamamoto, Jun Hiratake, Mikako Ogawa, Nobuyuki Kosaka, Peter L. Choyke, Tetsuo Nagano, Hisataka Kobayashi and Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1038/ncomms7463

    • NAID

      120005743656

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New Class of Bioluminogenic Probe Based on Bioluminescent Enzyme-Induced Electron Transfer: BioLeT.2015

    • Author(s)
      Takakura H, Kojima R, Kamiya M, Kobayashi E, Komatsu T, Ueno T, Terai T, Hanaoka K, Nagano T, Urano Y.
    • Journal Title

      J Am Chem Soc.

      Volume: 137 Issue: 12 Pages: 4010-4013

    • DOI

      10.1021/ja511014w

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A pilot study of fluorescent imaging of colorectal tumors using a γ-glutamyl-transpeptidase-activatable fluorescent probe.2015

    • Author(s)
      Sato C, Abe S, Saito Y, So Tsuruki E, Takamaru H, Makazu M, Sato Y, Sasaki H, Tanaka H, Ikezawa N, Yamada M, Sakamoto T, Nakajima T, Matsuda T, Kushima R, Kamiya M, Maeda S, Urano Y.
    • Journal Title

      Digestion

      Volume: 91 Issue: 1 Pages: 70-76

    • DOI

      10.1159/000369367

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Nature Chemistry

      Volume: 6 Issue: 8 Pages: 681-689

    • DOI

      10.1038/nchem.2002

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In vivo imaging of intraperitoneally disseminated tumors in model mice by using activatable fluorescent small-molecular probes for activity of cathepsins.2014

    • Author(s)
      Fujii T, Kamiya M, Urano Y.
    • Journal Title

      Bioconjug Chem.

      Volume: 25 Issue: 10 Pages: 1838-1846

    • DOI

      10.1021/bc5003289

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A highly sensitive, cell-membrane-permeable fluorescent probe for glutathione.2014

    • Author(s)
      Yoshida M, Kamiya M, Yamasoba T, Urano Y.
    • Journal Title

      Bioorg Med Chem Lett.

      Volume: 24 Issue: 18 Pages: 4363-4366

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.08.033

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Selective Ablation of β-Galactosidase-expressing Cells with a Rationally Designed Activatable Photosensitizer2014

    • Author(s)
      Yuki Ichikawa, Mako Kamiya, Fumiaki Obata, Masayuki Miura, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 53 Issue: 26 Pages: 6772-6775

    • DOI

      10.1002/anie.201403221

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Selective Ablation of beta-Galactosidase-expressing Cells with a Rationally Designed Activatable Photosensitizer2014

    • Author(s)
      Yuki Ichikawa, Mako Kamiya, Fumiaki Obata, Masayuki Miura, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 未定

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2015

    • Author(s)
      Mako KAMIYA
    • Organizer
      日本化学会アジア国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-27
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンとの求核付加・解離平衡反応を利用した超解像蛍光イメージングプローブの開発2015

    • Author(s)
      両角明彦、神谷真子、宇野真之介、梅澤啓太郎、吉原利忠、飛田成史、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会 第135年会
    • Place of Presentation
      兵庫医療大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2015

    • Author(s)
      Mako KAMIYA, Shin-nosuke UNO, Yasuteru URANO
    • Organizer
      Multi-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activities (MDFLI)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-01-26 – 2015-01-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Activatable蛍光プローブの開発による癌蛍光イメージング2015

    • Author(s)
      神谷真子
    • Organizer
      レー ザー学会学術講演会第36回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学高輪校舎(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-01-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] “A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • Organizer
      3rd Annual conference of the International Chemical Biology Society (ICBS 2014)
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Year and Date
      2014-11-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Live-cell super-resolution imaging with spontaneously blinking fluorophores2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • Organizer
      Chem-Bio Informatics Society (CBI) Annual Meeting 2014
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発的ブリンキング機能を有する 超解像イメージングプローブの開発2014

    • Author(s)
      神谷真子
    • Organizer
      第52回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-09-25
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes2014

    • Author(s)
      Mako KAMIYA, Yasuteru URANO
    • Organizer
      37th Naito conference on bioimaging
    • Place of Presentation
      ヒルトンニセコビレッジ(北海道虻田郡)
    • Year and Date
      2014-07-18
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of Spontaneously blinking fluorophores based on intramolecular spirocyclization for super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • Organizer
      XXVth IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Bordeaux (France)
    • Year and Date
      2014-07-16
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発的ブリンキング特性を最適化した超解像蛍光イメージングプローブの開発2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,菅原皓,岡部弘基,Mehmet C. Tarhan,藤田博之,船津高志,岡田康志,飛田成史,浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9 回年会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2014-06-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 化学プローブを精密にデザインして癌を光らせる!2014

    • Author(s)
      神谷真子
    • Organizer
      日本実験動物科学技術札幌2014
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-05-16
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 自発的ブリンキング機能を有する超解像イメージングプローブの開発2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,飛田成史,M. C. Tarhan,藤田博之,浦野泰照
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第70 回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2014-05-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of fluorescence probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • Author(s)
      Mako KAMIYA, Shin-nosuke UNO, Toshitada YOSHIHARA, Mehmet C. TARHAN, Hiroyuki FUJITA, Seiji TOBITA, Yasuteru URANO
    • Organizer
      SPIE BiOS 2014
    • Place of Presentation
      The Moscone Center (San Francisco, California, United States)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes

    • Author(s)
      Mako Kamiya, Haruaki Hino, Yasuteru Urano
    • Organizer
      Frontiers 2013 Symposium
    • Place of Presentation
      EPFL (Lausanne, Switzerland)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Activatable蛍光プローブの開発による癌蛍光イメージング

    • Author(s)
      神谷 真子、浦野 泰照
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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  • [Presentation] 化学プローブを精密にデザインして癌を光らせる!

    • Author(s)
      神谷 真子、浦野 泰照
    • Organizer
      日本バイオイメージング学会学術集会公開講座
    • Place of Presentation
      東京大学薬学部講堂(東京都文京区)
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    • Invited
  • [Presentation] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes

    • Author(s)
      Mako Kamiya, Yasuteru Urano
    • Organizer
      第72回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
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      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Yasuteru Urano
    • Organizer
      International Conference on Photochemistry 2013
    • Place of Presentation
      KU Leuven (Leuven, Belgium)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Yasuteru Urano
    • Organizer
      Frontiers 2013 Symposium
    • Place of Presentation
      EPFL (Lausanne, Switzerland)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] A novel reversible rhodamine-based fluorescent probe for accurate and sequential detection of intracellular glutathione level in living cells

    • Author(s)
      Masafumi Yoshida, Keitaro Umezawa, Mako Kamiya, Yasuteru Urano
    • Organizer
      17th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research International
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ローダミン類の分子内スピロ環化平衡を利用した超解像イメージングプローブの開発

    • Author(s)
      宇野 真之介、神谷 真子、吉原 利忠、飛田 成史、Mehmet C. Tarhan、藤田 博之、浦野 泰照
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      パレアホール(熊本県熊本市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数プロテアーゼの同時活性イメージングを 可能とする蛍光プローブ群の開発

    • Author(s)
      岩立竜・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第8回 総会・学術集会
    • Place of Presentation
      横浜赤レンガ倉庫1号館
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  • [Presentation] In vivoでの高感度なhROS検出を可能とする生物発光プローブの開発

    • Author(s)
      小嶋良輔、高倉栄男、神谷真子、小林英司、長野哲雄、花岡健二郎、浦野泰照
    • Organizer
      日本分子イメージング学会第8回集会
    • Place of Presentation
      横浜 赤レンガ倉庫
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 可逆的に応答する新規グルタチオン感受性蛍光プローブの開発と細胞イメージングへの応用

    • Author(s)
      梅澤啓太郎、吉田昌史、神谷真子、浦野泰照
    • Organizer
      日本化学会 第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス (名古屋市千種区)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規Activatable蛍光プローブによるカテプシンB/L活性検出に基づくin vivo微小がんイメージング

    • Author(s)
      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      愛知県・名古屋大学東山キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] GGTをターゲットとするactivatable光増感剤の開発による癌選択的 PDTの実現

    • Author(s)
      千葉真由美、市川裕樹、神谷真子、Norbert Lange、浦野泰照
    • Organizer
      第23回 日本光線力学学会
    • Place of Presentation
      旭川グランドホテル(北海道旭川市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] GGTをターゲットとするactivatable光増感剤の開発による癌選択的 PDTの実現

    • Author(s)
      千葉真由美、市川裕樹、神谷真子、Norbert Lange、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会 第134回 年会
    • Place of Presentation
      熊本大学工学部
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 肺学生腫瘍に対する癌特異的蛍光プローブの適用と開発

    • Author(s)
      日野春秋、神谷真子、中島 淳、浦野泰照
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      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本大学工学部2号館
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  • [Presentation] 自発的ブリンキング機能を有する超解像蛍光イメージングプローブの開発

    • Author(s)
      宇野 真之介、神谷 真子、吉原 利忠、飛田 成史、Mehmet C. Tarhan、藤田 博之、浦野 泰照
    • Organizer
      第22回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京大学薬学部講堂 (東京都文京区)
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  • [Presentation] Rational design of spirocyclic rhodamine derivatives for multi-color cancer imaging

    • Author(s)
      岩立竜・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 東山キャンパス
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  • [Presentation] 高いactivation ratioでのin vivo hROS imagingを可能とする生物発光プローブの開発

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      小嶋良輔、高倉栄男、神谷真子、小林英司、長野哲雄、花岡健二郎、浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
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      東京医科歯科大学
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  • [Presentation] 可逆的な蛍光制御機構を利用したFRET型新規グルタチオン感受性蛍光プローブの開発

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      吉田昌史・梅澤啓太郎・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本市総合体育館
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  • [Presentation] カテプシンB/L検出蛍光プローブの開発による腹膜播種モデルマウスにおける微小がんin vivoイメージング

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      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
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      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛知県・名古屋大学東山キャンパス
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  • [Presentation] 肺悪性腫瘍に対する癌特異的蛍光プローブの適用~モデルマウスでの検討~

    • Author(s)
      日野春秋、神谷真子、浦野泰照
    • Organizer
      平成25年度文部科学省新学術領域 がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      一橋講堂 学術総合センター2F(東京都千代田区一ツ橋)
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  • [Presentation] 生細胞における酸性小胞のpH測定が可能な蛍光寿命イメージングプローブの開発

    • Author(s)
      國府田絹子、神谷真子、櫻井千恵、浅沼大祐、和田郁夫、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会 第134年会
    • Place of Presentation
      熊本市総合体育館(熊本県熊本市)
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  • [Book] 月刊「細胞」2014

    • Author(s)
      神谷 真子、浦野 泰照
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      ニューサイエンス(株)
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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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