高感度近赤外マルチチャンネルラマン分光システムの開発と実用化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12354007
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 濱口 宏夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00092297)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 利昭 浜松ホトニクス株式会社, 中央研究所, 専任研究員 (30393995) ; 甲田 英一 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (80101989) ; 岩田 耕一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90232678)
• Keywords: 近赤外ラマン分光 / 生体ラマン分光 / 顕微ラマン分光 / 臨床診断 / 癌診断

Research Abstract

高感度近赤外マルチチャンネルラマン分光システムの開発に向けて、1)マクロサンプル系測定装置、2)顕微測定装置を並列的に開発した。マクロサンプル系測定装置では、まず光電子増倍管による光子計数法用いたシングルチャンネル方式により、光源部、試料部、分光器部の最適化を行った。つぎに、最適化した光源部、試料部、分光器部に、浜松ホトニクスが試作した近赤外マルチチャンネル検出器を接続し、約500波数の領域でマルチチャンネルラマン測定が可能な装置を組みあげた。装置の性能を確認するために、慶応大学医学部から提供された種々のヒト組織検体を測定し、従来のシングルチャンネル方式では数時間を要した測定が僅か数分で行えることを実証した。続いて正常および癌組織の多数の検体を測定し、正常組織と癌組織のラマンスペクトルが顕著に異なることを見い出した。また、同じ癌組織でも原発性と転移性のものではスペクトルが異なる可能性を示すデータを得た。このような研究は、マルチチャンネル測定により、短期間に多数のスペクトル測定が可能となったことにより、初めて実現したものである。さらに、光ファイバーを用いたラマン照射/集光系を製作し、ヒト生体組織(手のひら)のin vivo測定に成功した。この結果は、近赤外マルチチャンネルラマン分光による臨床病理診断に向けた重要な第一歩となる。一方、顕微測定装置に関しては、近赤外領域に特化した顕微分光装置を特注し、検収を終えた。He-Neレーザーを用いて、生きた酵母の細胞のラマンスペクトル測定を試みたが、未だ良好なスペクトルを得るに至っていない。

Research Products

• [Publications] Yuika Saito and Hiro-o Hamaguchi: "Dynamic Symmetry Lowering of the Sulfate Ion in Aqueous Solution Probed by Polarization-resolved CARS Spectroscopy"Chemical Physics Letters. (in press).
• [Publications] Shoji Kaminaka,Hiroya Yamazaki,Toshiaki Ito,Eiichi Kohda and Hiro-o Hamaguchi: "Near Infrared Raman Spectroscopy of Human LungTissues : Possibility of Molecular-level Cancer Diagnosis"Journal of Raman Spectroscopy. (in press).
• [Publications] Shingo Ikeda,Shigeru Murata,Kunihiko Ishii,and Hiro-o Hamaguchi: "Mechanistic Studies of Pyrene-sensitized Photodecomposition of N-Phenylglycine : Acceleration of the Photodecomposition by the Addition of an Electron Acceptor"Bull.Chem.Society Japan. 73・12. 2783-2792 (2000)
• [Publications] Tadashi Mizushima,Shingo Ikeda,Shigeru Murata,Kunihiko Ishii,and Hiro-o Hamaguchi: "Photoreaction of Methyl (p-Nitrophenyl) diazoacetate in the Presence of an Electron-Donating Amine : Evidence for Intermediacy of the Carbene Radical Anion"Chemistry Letters. 1282-1283 (2000)
• [Publications] Yuika Saito,Taka-aki Ishibashi,and Hiro-o Hamaguchi: "Polarization-resolved Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Spectroscopy : A New Probe of Molecular Symmentry through Accurate Determination of Raman Depolarization Ratio"Journal of Raman Spectroscopy. 31. 725-730 (2000)
• [Publications] Tomoyuki Hayashi,Hiro-o Hamaguchi: "Solvent induced dynamic polarization, vibrational dephasing, and infrared band shape of the C=O stretch mode of acetone in acetonitrile : A new theoretical approach"Chemical Physics Letters. 326. 115-122 (2000)