2009 Fiscal Year Annual Research Report
非線形フォトニクスによるリアルタイム生体分子イメージング顕微鏡群の開発と応用
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20240044
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
荒木 勉 Osaka University, 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, 基礎工学研究科, 准教授 (70237949)
安井 武史 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (70314408)
福島 修一郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40362644)
紀ノ岡 正博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40234314)
岩田 哲郎 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (50304548)
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| Keywords | 分子イメージング / SHG顕微鏡 / コラーゲン / 細胞培養 / CARS顕微鏡 / 非線形光学現象 / リポゾーム / 皮膚 |
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| Research Abstract |
複雑系の中から所定の生体分子を非侵襲・非染色、リアルタイムで認識し、その形態・高次構造および変化をイメージングする「分子イメージング顕微鏡技術」の開発と応用を目的に研究を進め、今年度は以下の成果を得た。
(1) 顕微鏡開発と応用に関する研究について
1. SHG顕微鏡に関して、安全な高感度迅速計測システムを構築した。ヒト頬真皮コラーゲン分布のin vivo計測実施を部局内の倫理委員会へ申請し、光老化の基礎データを得ることができた。さらに火傷診断への応用に関して、ラットを使用した実験を部局内の実験動物委員会へ申請し認可を得、火傷診断の基礎的データを得た。
2. CARS顕微鏡に関しては計測の高速化と高感度化を図り、リポソームの脂質3D分布計測を行った。さらに生細胞についてのリアルタイム計測として、パルスレーザー光照射によって破損した細胞膜変化の様子の観測に成功した。これによって細胞膜の分子レベルにおける細胞生理情報のリアルタイム取得が実現できることを確認した。
3. 時間分解蛍光計測に関して、光電子増倍管のダイノードに変調バイアスを印加することで高速ロックインアンプが実現できる手法を提案した。これによって高性能計測装置が安価に実現できる。
(2) 細胞・組織の観察ならびに培養制御に関する研究について
1. 軟骨細胞をタイプ1コラーゲンゲル培地に播種し、細胞が作るタイプIIコラーゲンを指標とすることで軟骨細胞の産生能が評価できることを示した。
2. 昨年度、コラーゲン偏光度計測が軟骨変性の動態定量の指標となりうることを示唆したので、今年度は変形性関節症によって生じる関節軟骨と腓骨筋腱の変化に関する研究に着手した。ここではコラーゲン線維配向による関節軟骨の組織変化と力学的刺激による腱組織の軟骨基質が病変により変性する様子を偏光制御型SHG顕微鏡によって追跡した。
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[Journal Article]2009
Author(s)
井上康志, 川田善正, 渡慶次学, 橋本守, 火原彰秀
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Journal Title
顕微分光法ナノ・マイクロの世界を見る分光法(講談社サイエンティフィック)
Pages: 55-76
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