2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of autofluorescence-free Raman spectroscopy and its applications to biomedical imaging
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16K16389
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
南川 丈夫 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (10637193)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ラマン散乱分光法 / バイオイメージング / 自家蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラマン散乱分光法は，分子振動に基づいた無染色・非侵襲的な生体組織解析法として有用である．しかし，生体組織から発生する自家蛍光の影響で，ラマンスペクトル検出能が大きく制限されるといった問題点があった．そこで本研究では，ラマン散乱光と自家蛍光の波長依存性に着目することで自家蛍光の影響を除外し，高感度にラマン散乱スペクトルを得る手法の開発を行うことを目的とする．特に，開発した手法をガン摘除手術において重要な腫瘍およびその周囲組織検出に応用することで，生体組織からの自家蛍光が多い環境下であっても，従来より高感度・高速な非侵襲的がん組織診断法を実現を目指す．本研究が完遂されれば，これまで難しかった強い自家蛍光環境下でのラマン散乱分光法に基づいた非侵襲的がん組織診断が可能となる．
本研究では，ラマン散乱光と自家蛍光の違いに着目したラマン散乱分光顕微鏡の光学系の構築を行った．次に，開発したシステムを用い，各種サンプルの測定を行った．その結果，様々な励起波長を用いることで，波長依存性が高いラマンスペクトルを得ることができることを示した．さらに，スペクトル解析アルゴリズムについて検討を行った．スペクトル解析アルゴリズムの検討では，主に従来用いらてきた多項式フィッティング法の基礎的特性を明らかにし，本手法の優位な点について考察した．その結果，従来の多項式フィッティング法では，除去が難しい自家蛍光スペクトル構造が有ることを見出した．以上のことから，本提案手法により自家蛍光の影響を除外したラマン散乱スペクトルを得ることが可能であるという基礎的データを得ることに成功した．
今後は，本手法をさらに深化させることによって，ヒト（医療）においても個体差が大きい自家蛍光の影響を受けず，様々な患者に対しても高精度ながん組織診断を実現し，外科的治療における治療成績の向上，患者QOLの向上につなげていく．
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