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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Optimization and sophistication of stimulated Raman microscope for functional Raman probes

Planned Research

Project AreaInnovative multiplex imaging with functional Raman probes
Project/Area Number 20H05725
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小関 泰之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60437374)

Project Period (FY) 2020-10-02 – 2023-03-31
Keywordsラマンプローブ / 誘導ラマン散乱 / 多重イメージング
Outline of Annual Research Achievements

1. ラマンプローブの計測実験:2020年度に引き続き、小関班が所有するビデオレート誘導ラマン散乱(stimulated Raman scattering, SRS)顕微鏡を用いて、神谷班によって合成された種々のラマンプローブ候補分子のSRS計測実験を進めた。
2. 光スイッチングラマンプローブによる超解像イメージング:小関班のSRS顕微鏡に波面制御機構を導入し、可視光のドーナツビームと紫外光を同時照射できる系を構築した。この系において、光スイッチングラマンプローブを用いて、SRSを可逆的にスイッチングすることで、超解像イメージングを試みた。
3. ラマン標識分子のSRSイメージング:アミノ酸代謝計測法の開発を目指し、小幡班との連携を通じ、遺伝子発現を制御したショウジョウバエへラマン標識アミノ酸を投与し、アミノ酸の細胞内への取り込みのSRSイメージング実験を進めた。
4. ラマンプローブに適したSRSイメージングのためのファイバー光源の開発:高機能ラマンプローブでは前期共鳴条件を満たす波長のレーザーを用いることが重要であるが、現在のSRSイメージングシステムでは波長が843 nmに固定されているため、これが分子デザインにおける制限要因となっている。この課題を解決するため、自在な波長の光パルスを発生するためのファイバーレーザー光源としてのファイバー光パラメトリック発振器を構築し、100 nm以上にわたる広帯域波長可変性を確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

神谷班、小幡班との共同実験を通じ、上述の研究実績が順調に得られている。また、当初の研究計画には無かった光源開発についても進展が見られている。

Strategy for Future Research Activity

引き続き神谷班、小幡班と密に議論しながら、共同実験をさらに活発化させていく。

  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] コロンビア大学/ハワイ大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      コロンビア大学/ハワイ大学
  • [Int'l Joint Research] 清華大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      清華大学
  • [Journal Article] Probing Methionine Uptake in Live Cells by Deuterium Labeling and Stimulated Raman Scattering2022

    • Author(s)
      Spratt Spencer J., Oguchi Kenichi, Miura Keisuke, Asanuma Masato, Kosakamoto Hina, Obata Fumiaki, Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry B

      Volume: 126 Pages: 1633~1639

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c08343

  • [Journal Article] Photoswitchable stimulated Raman scattering spectroscopy and microscopy2021

    • Author(s)
      Shou Jingwen, Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 46 Pages: 2176~2176

    • DOI

      10.1364/OL.418240

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Super-multiplex imaging of cellular dynamics and heterogeneity by integrated stimulated Raman and fluorescence microscopy2021

    • Author(s)
      Shou Jingwen, Oda Robert, Hu Fanghao, Karasawa Keiko, Nuriya Mutsuo, Yasui Masato, Shiramizu Bruce, Min Wei, Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Pages: 102832~102832

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102832

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Low-intensity-noise wavelength-tunable picosecond Yb fiber laser2021

    • Author(s)
      Dai Gaoyu, Goh Chee Seong, Ozeki Yasuyuki
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 60 Pages: 080902~080902

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac17db

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] High-speed multicolor stimulated Raman imaging2022

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Organizer
      Photonics West on demand, Advanced Chemical Microscopy for Life Science and Translational Medicine, paper 1197305
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multicolor stimulated Raman scattering microscopy and its applications2022

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Organizer
      Photonics West on demand, Biomedical Vibrational Spectroscopy 2022: Advances in Research and Industry, paper 1195709
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photoswitchable stimulated Raman scattering spectroscopy and microscopy2022

    • Author(s)
      J. Shou and Y. Ozeki
    • Organizer
      Photonics West on demand, Biomedical Vibrational Spectroscopy 2022: Advances in Research and Industry, paper 119570A
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multicolor stimulated Raman scattering microscopy -Technologies and applications-2021

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Organizer
      Sixteenth Annual Chautauqua on Nonlinear Optics, Purdue University, June 30, 2021.
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multicolor imaging with stimulated Raman scattering2021

    • Author(s)
      Y. Ozeki
    • Organizer
      International Conference on Advanced Vibrational Spectroscopy (ICAVS11), Session 1.2.2
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「誘導ラマン散乱顕微法の発展とその応用」2021

    • Author(s)
      小関泰之
    • Organizer
      光エレクトロニクス産学連携研究専門委員会研究会
    • Invited
  • [Book] Stimulated Raman Scattering Microscopy -Techniques and Applications-2021

    • Author(s)
      Ji-Xin Cheng, Wei Min, Yasuyuki Ozeki, Dario Polli
    • Total Pages
      610
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780323851589

URL: 

Published: 2022-12-28  

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