2006 Fiscal Year Annual Research Report
無染色・生体分子イメージング顕微鏡の開発と培養細胞の品質制御への応用
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17200032
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荒木 勉 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (50136214)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 守 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教授 (70237949)
紀ノ岡 正博 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教授 (40234314)
安井 武史 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助手 (70314408)
岩田 哲郎 徳島大学, 工学部, 教授 (50304548)
東野 義之 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40075023)
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| Keywords | 分子イメージング / SHG顕微鏡 / コラーゲン分子配向 / 細胞培養 / CARS顕微鏡 / 光老化 / コラーゲンゲル / 皮膚 |
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| Research Abstract |
複雑系の中から所定の生体労子を選択的に認識し、可視化する分子イメージング顕微鏡の開発を目指している。そのための基盤技術の確立を昨年度に行なったので、今年度はその改良を通じて実用機器の開発を目標とした。さらに培養細胞の品質制御への応用の緒を目指した。具体的な成果は以下の通りである。
(1)コラーゲンを特異的に検出するSHG顕微鏡を皮膚老化診断に応用した。ここではマウスの皮膚を対象に、自然老化と光老化の差異を検出することで、光老化を定量化することの可能性を示した。
(2)皮膚の断層画像を取得できるよう、SHG顕微鏡を高性能化した。200×200ピクセルの画像が約10秒で取得できた。また表皮から200μmの深さにある真皮のコラーゲン情報が取得できるようになった。さらにin vivo計測が可能であることを確証した。
(3)SHG発生分子の3次元方向ベクトルを可視化できる新しい6次元SHG顕微鏡の開発に成功した。ここでは液晶を利用した8分割ラディアル偏光子を導入して計測時間の短縮を図った。装置評価はアキレス腱のコラーゲン方向の測定を通じて行った。応用としてリポソーム膜の分子配向を計測し、概念と実測が一致することを確認した。
(4)細胞培養の培地としてのコラーゲンゲルに着目し、ゲルに加わる伸展刺激がコラーゲン分子配向に及ぼす影響明らかにした。さらに細胞を播種した場合、細胞によってコラーゲン線維が引き寄せられる様子をSHG顕微鏡下で観測できた。また細胞内部の不均一な伸長も明示できた。
(5)CARS顕微鏡の性能を向上させるため、2台のピコ秒レーザーの同期タイミングジターを軽減する手法を昨年提案した。今年度はこれをさらに改良し、迅速な制御を目指した。具体的にはDSP制御を導入して2つのレーザーのパルスタイミングジターを帯域150kHzにおいて30fsに抑制できた。
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