2018 Fiscal Year Research-status Report
生体深部の見えない力を可視化する蛍光ポリマー素材の開拓
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18K19940
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
曽我 公平 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (50272399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大久保 喬平 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 助教 (20822951)
上村 真生 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (80706888)
向後 保雄 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (60249935)
井上 遼 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 助教 (60756295)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | OTN近赤外 / 力のイメージング / 高分子 / 変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体の力に対する応答の積極的利用は、医療の様々な局面における診断や治療の重要なカギとなりつつある。本研究では生体深部における高分子のひずみを、生体透過性の高い近赤外蛍光を用いて可視化することにより、生体深部で働く力を可視化するポリマー素材を開発するとともに、生体深部の力の可視化の方法を確立することを目的とする。本研究では特定のポリマー素材に一方の蛍光波長がもう一方の励起波長に相当するように2種の色素を均一に溶解し、ポリマーの変形に伴う分子間距離の変化を敏感に反映して変化する両色素の蛍光強度比から、ポリマー素材のひずみの変化を定量的に検出する。
計画初年度は、溶液系において近赤外蛍光色素(ICG/IR-1061)でのICG励起(800 nm励起/950 nm蛍光)、IR-1061蛍光(950 nm励起、1150 nm蛍光)の濃度と蛍光特性の変化の相関を求めることができた。研究開始当初はICGの激しい退色とIR-1061の化学的な失活が大きな課題となった。そこで色素の溶解条件（二種の色素の濃度、溶解方法）等を種々検討した結果、溶液中で数時間OTN-NIR蛍光を維持できる状態を実現することができた。さらに両色素をドープした高分子材料を作ることができた。
これをベースに、研究二年度目では高分子の変形に伴う蛍光の変化をイメージングにより可視化するプロセスに移行する。さらに得られたデーターをFEMの結果と照らし合わせ、その変形挙動や応力と蛍光像の関係を詳細に検討するとともに、動物組織を透過した際の変形撮像を実施し、本研究提案の原理を実証する。
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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
研究開始当初はICGの激しい退色の対策が大きな問題であったが、退色の防止策を年度内に得ることができ、次のステップである蛍光イメージングの段階に進みつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画初年度は、溶液系において近赤外蛍光色素(ICG/IR-1061)でのICG励起(800 nm励起/950 nm蛍光)、IR-1061蛍光(950 nm励起、1150 nm蛍光)の濃度と蛍光特性の変化の相関を求めることができた。2年度目にはICG/IR-1061/PDMS系においてひずみ計測と解析を行い、生体深部観察が可能なOTN-NIR蛍光での本提案の実証実験を行う。
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| Causes of Carryover |
できるだけ年度予算調度の執行を試みたが、どうしても端数が生じでしまうため次年度に繰り越すこととした。
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