2004 Fiscal Year Annual Research Report
極短パルスレーザーによる生体分子認識イメージング法の開発と組織診断への応用
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15300161
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荒木 勉 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50136214)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 守 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (70237949)
安井 武史 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (70314408)
東野 義之 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40075023)
岩田 哲郎 徳島大学, 工学部, 教授 (50304548)
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| Keywords | 生体SHG光 / 非線形光学現象 / 極短パルスレーザー / コラーゲン分子 / 組織診断 / 顕微イメージング / 皮膚 |
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| Research Abstract |
複雑系の中から所定の生体分子を非侵襲・非染色、生きたまま、かつリアルタイムで認識し、その形態・高次構造および変化をイメージングする技術の開発を目的としている。そこで我々は、高速レーザー誘起で現れる生体組織のナノ秒蛍光と第二高調波光(SHG光)および非線形ラマン分光法に着目した。この中でフェムト秒レーザー光によってSHG光がコラーゲンから特異的に発生することに着目し、in situでコラーゲン分子の配向分布画像を観測できる顕微鏡システムを開発した。この成果の概要を記すと次のようになる。(1)フェムト秒レーザー光(波長810nm)をコラーゲン組織に照射し、波長405nmのSHG光を発生させた。さらに偏光レーザービームで誘起されたSHG光を検光子を通じて検出することで、線維配向の方位分布を知ることが出来た。(2)奥行き方向20μmの分解を持つ共焦点光学系顕微鏡システムを構築し、コラーゲン配向の3次元断層イメージング取得に成功した。また生体試料として距骨の海綿骨部を測定し、骨梁にあるコラーゲン線維配向断層分布画像を得た。(3)この計測システムを用いて、経皮測定による真皮のコラーゲン配向計測を試みた。その結果、離散的測定ではあるが、ヒト皮膚真皮コラーゲン分子の配向方位取得に成功した。
また、同時にナノ秒蛍光寿命分布画像取得システムの開発も行い、SHGと蛍光の情報を合わせて生体診断に寄与できるとの確証を得た。非線形ラマン分光画像においては赤血球の周辺に存在するヒアルロン酸の分布像取得に成功した。さらに、フェムト秒レーザーを血糖値計測へ応用する試みに着手し、基本手法を論文として報告した。
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