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

2001 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 国家公務員共済組合連合会, 立川病院, 内科部長(研究職) ; 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

光電面を改良した検出器を用いて、前年度に製作した近赤外マルチチャンネルラマン分光システムのさらなる高感度化を実現した。慶応大学医学部から提供されたヒト肝臓の正常および癌組織の約100検体のラマンスペクトルを測定し、正常組織と癌組織のスペクトルが顕著に異なることを見い出した。これらのスペクトルを統計処理することにより、91%以上という極めて高い適中率で癌の判定ができることを明らかにした。これらの結果は、2つの論文にまとめて現在投稿中である。また、並行して行っている「イオン液体の基礎物理化学的研究」との関連で、合成した(可視励起では強い蛍光を示し測定が不可能である)イオン液体のラマンスペクトル測定に本研究で開発した近赤外マルチチャンネルラマン分光システムを用いたところ、蛍光に全く妨害されない良質のラマンスペクトルを得ることができた。この結果が示すように、本システムには、医学、生物学的応用のみならず多岐にわたる産業的応用が期待される。He-Neレーザーを用いた顕微測定装置により、生きた酵母の細胞のin vivoラマンスペクトル測定に成功した。3500〜2500cm-1および1800〜400cm-1の領域で、蛋白質、リン脂質、多糖類などに由来する多数のラマンバンドを明瞭に観測し、細胞内の部位によってラマンスペクトルが大きく異なること、またそれらが細胞周期によって顕著に変化することを見い出した。さらに、それぞれのラマンバンドによるマッピングを行うことにより、生きた細胞内のオルガネラを色素による染色なしに顕微鏡像として観察することに成功した。マッピングに要する時間は、約1時間であり、酵母の細胞分裂周期の各状態における細胞ダイナミクスを分子レベルで捉えることが十分に可能である。

Research Products

• [Publications] Anunay Samanta, Satyen Saha, Hironori Ishikawa, Hiro-o Hamaguchi: "Excited State Structure of N-(4-cyanophenyl)carbazole by Time-Resolved Infrared Absorption Spectroscopy"Chemistry Letters. (in press). (2002)
• [Publications] Koichi Iwata, Ryosuke Oazwa Hiro-o Hamaguchi: "Analysis of the Solvent- and Temperature-dependent Raman Spectral Changes of S_1 torans-Stilbene and the Mechanism of the Trans to Cis Isomerization : Dynamic Polarization Model of Vibrational Dephasing and the C=C Double-bond Rotaion"Journal of Physical Chemistry. (in press). (2002)
• [Publications] Hironori Ishikawa, Koichi Iwata, Hiro-o Hamaguchi: "Picosecond Dynamics of Stepwise Double Proton Transfer Reaction in the Excited State of the 2-aminopyridine/Acetic acid System"Journal of Physical Chemistry. (in press). (2002)
• [Publications] Young-Kun Min, Hirotsugu Hiramatsu, Hiro-o Hamaguchi: "Infrared Electroabsorption Spectroscopic Study of Association Structures of 5CB in the Solution, Isotropic Liquid and Nematic Liquid Crystal States"Chemistry Letters. 68-69 (2002)
• [Publications] Hirotsugu Hiranmatsu, Chihiro Kato, Hiro-o Hamaguchi: "Development of infrared electroabsorption spectroscopy for liquids"Chemical Physics Letters. 403-409 (2001)
• [Publications] Ryosuke Ozawa, Hiro-o Hamaguchi: "Does Photoisomerization Proceed in an Ionic Liquid?"Chemistry Letters. 736-737 (2001)