2016 Fiscal Year Annual Research Report
Imaging of cells and tissues in liquid by scanning ion conductance microscopy
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16H03868
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
牛木 辰男 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40184999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 太 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
水谷 祐輔 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40646238)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 走査プローブ顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、走査型イオン伝導顕微鏡(SICM)を用いて液中での細胞・組織構造イメージングを可能とすることを目標とする。そのために次の研究を行った。
１）SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の研究と装置の改善
①SICMの測定モードの検討：培養細胞と動物組織切片についてホッピングモードを用いる際の諸条件を検討した。②ガラスピペットの形状が分解能に及ぼす問題の検討：SICMの探針として用いるガラスピペットの径は、一般に内径50-100nm、外径100-200nmであるが、このピペットで10~50nmの分解能が十分得られることが再確認された。③SICMの最適なイオン環境の検討：ガラスピペット電極に加える電流の方向により、画像が取得できない現象について詳しく検討し、試料の荷電と関係することが示された。これに対しての改善策を検討した。④その他の測定パラメータの検討：従来の測定方法が電圧一定モードであったものに対し、電流一定モードでの測定ができるように装置を改良し、より安定した測定ができる条件を明らかにした。⑤SICM像と走査電子顕微鏡（SEM）像との比較検討：SICM像が試料の表面形状を正しく表現しているかを評価するために、同一部位の比較検討を行った。
２）SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングのための予備実験
生きた細胞の解析には、固定細胞にはないいくつかの問題を克服する必要があることから、今年度は次の実験を行った。①固定した培養細胞のイメージング技法の確立：HeLa細胞を始めとした多様な培養細胞をSICMで観察し、SEM像と比較検討しながら、測定条件を適正化した。②生きた培養細胞のライブイメージングのセットアップ：上記の固定細胞のイメージングとともに生きた細胞のイメージングに必要なセットアップを行った。
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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
「SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の研究と装置の改善」については、その基礎的な検討をある程度明らかにできたが、引き続きガラスピペットの形状や最適なイオン環境等について精査が必要である。
一方、「SICMによる細胞レイヤーの高分解能動的イメージングのための予備実験」については、生きた細胞をSICMで経時観察することが可能になったが、さらに最適な条件の詳細な検討が残されている。
以上のことから、当初の計画に沿っておおむね順調に進展しているが、研究を推進するために必要な残された点もあると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に積み残されたり、新たに生じた疑問点を解析しながら、ほぼ計画にそって次のような計画で進めたいと考えている。
１）SICMの生物試料イメージングに必要な測定環境の更なる検討
２）SICMによる細胞レイヤー（生きた培養細胞）の高分解能動的イメージングの検討：昨年に引き続く上記の研究に並行させながら、生きた培養細胞の高分解能動的イメージングにおける、SICMの時間分解能と空間分解能の向上について検討する。
３）SICMによる組織の液中高分解能イメージングの検討：走査電子顕微鏡画像と比較検討しながら、SICM画像の質の向上と、条件の適正化を検討する。
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