2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of In-Cell Imaging Technique for Studying Molecular Dynamics in Living Cells
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16K14132
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 隆行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10235575)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 走査型プローブ顕微鏡 / チップ増強ラマン分光法 / 細胞機能解析 / 細胞操作 / バイオMEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，生命機能機序の新たな知を創出し，高度先進医療技術・革新的医薬品開発における次世代産業化のイノベーションを支援するキーテクノロジーとして，細胞内の生体分子のダイナミクスな振る舞いを高い時間・空間分解能で多元的に解析・可視化するためのIn-Cell機能イメージング技術の開発を目的として実施した．得られた研究成果は以下のとおりである．
（1）本提案技術のキーデバイスであるナノニードル搭載型バイオプローブのばね定数の低減を目的とし，Siカンチレバー内に形成する矩形流路の作製プロセスを確立し，先鋭化ナノニードルを搭載したプローブを試作した．これによって，従来のカンチレバーのばね定数を25分の1まで低減することが可能となった．（2）自作の倒立顕微鏡組込み型顕微ラマン分光装置を用いて，Agナノ粒子を形成したAFMプローブ探針先端をHeLa細胞に穿刺し，細胞内の分子同定（細胞内TERSイメージング）を行い，細胞膜（脂質），細胞内のDNA，タンパク質に起因するラマンスペクトルが取得できることを実証した．さらに，（3）細胞内TERSイメージングの時系列変化から細胞機能のダイナミクスな変化を捉えられることを示した．特に，タンパク質とグリコーゲンのピーク強度の変化が逆相関を示すことを明らかにした．また，（4）細胞核内と葉状仮足ではラマン分光結果に差異があることを明らかにした。特に，DNAのピークは核内で強く，脂質のピークは仮足で強く現れることを示した．加えて，（5）励起光（レーザ光）のパワーが10mW/cm2以下では，細胞へのダメージが抑制できることを確認した．また，（6）自作の顕微ラマン分光装置を改良し，通常の対物レンズの代わりに水浸対物レンズを使用することで，ラマン信号の感度が2倍以上となり，細胞へのダメージを抑制したTERSスペクトルの取得が行えるようになった．
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Research Products
(5 results)
