2017 Fiscal Year Annual Research Report
Deeper and Precise Fluorescence Bioimaging through the Second Biological Window (SBW)
| Project Area | Resonance Biology for Innovative Bioimaging |
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| Project/Area Number |
15H05950
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
曽我 公平 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (50272399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上村 真生 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (80706888)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 近赤外 / イメージング / 蛍光 / CT / OTN / 小動物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究班では生体において極めて高い観察深度を期待できるSBWにおける生体深部高精細蛍光イメージングシステムの実現に向けて次の３つの課題の達成に取り組むことを計画した。(課題１)種々のイメージングシーンに対応する明るい蛍光プローブの開発、（課題２）毛細血管、神経、脳を描出するための高精細イメージングシステムの開発、（課題３）数cmの観察深度を生かしたCTおよび共焦点原理による三次元イメージングの実現。
本研究の具体的な目標到達点に対し、本年度はそれぞれ次の通りの研究を実施することを目標とし、成果を得た。。
課題1. 明るい蛍光プローブ：昨年度までに開発した明るい蛍光を示す色素内包ポリマーミセルによるOTN-NIR蛍光プローブを用いてマウス皮下1 cmにおいてin vivo イメージングを実現する。課題1の成果として、IR-1061蛍光色素を内包する疎水コア親水シェル蛍光ナノプローブの作製方法を確立し、これを用いたin vivoイメージングを上記条件にて実証した。また同色素にRED-CNPを内包した場合の温度を中心とする環境パラメータをレポートするプローブの設計を行った。
課題2. 高精細イメージング：神経の周囲や主要患部に発達する新生血管を、観察深度1 cmで明瞭に描出するOTN-NIR蛍光イメージングシステムの開発を継続する。課題2の成果としてOTN-NIR蛍光実体顕微鏡を設計し、設備した。
課題3. OTN-NIR蛍光イメージの三次元化：CT原理による三次元化の昨年までの成果を受けて、OTN-NIR蛍光CTイメージングの可能性と限界を明らかにする。課題3の成果として、OTN-NIR蛍光CTイメージングにおけるデータ取得性能の向上とシートレーザーメカニズムにおけるメリット、デメリットの比較を行った。この研究は昨年度に引き続き横田班との連携により実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に述べた通り順調に進行している。さらに進行に伴い生じた新たな問題提起を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題1. 明るい蛍光プローブへのターゲティング能の付与：昨年度までに開発した明るい蛍光を示す色素内包ポリマーミセルによるOTN-NIR蛍光プローブにリガンドとしてHER2抗体を導入し、皮下に発現したがんのOTN-NIR蛍光染色とイメージングを試みる
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課題2. 高精細イメージング：昨年度整備した新生血管を、観察深度1 cmで明瞭に描出するOTN-NIR蛍光イメージングシステムを用いて、一般の顕微鏡よりもマクロであり、in vivoイメージングよりはミクロなスケール領域においてワーキングディスタンスを生かしてOTN-NIRバイオイメージングを実施する。
課題3. OTN-NIR蛍光イメージの三次元化：CT原理による三次元化の昨年までの成果を受けて、鼻腔内に投与した蛍光ナノプローブの3次元挙動解析を行う。本研究は横田計画班との共同により進めている。
課題4. 蛍光イメージングにおける光散乱によるバックグラウンドの低減を狙い、OTN-NIRタイムゲートイメージングを実施し、OTN-NIR蛍光イメージにおける光散乱によるバックグラウンドの完全な除去を試みる。
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