元素・化学状態分析フローサイトメーターの開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21659010
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 齋藤 彰 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90294024)
• Keywords: 分析化学 / 元素分析 / 細胞分析 / フローサイトメーター / 放射光 / 統計分布 / 元素相関 / 化学状態

Research Abstract

本研究の目的は、細胞分析・分取で広く使われるフローサイトメトリー(FCM)に対し、元素情報をも付加できる新しい技術の開発である。現行のFCMでは、細胞を含む液滴の流れをレーザ照射し情報を得る。散乱強度から個々の細胞サイズや内部構造が得られ、色素標識の発光から細胞内の特定の蛋白質・核酸量等の相関分布が得られる。これに対し本提案では、加えて種々の元素・化学状態間の相関がラベルフリーで得られる。それには励起光源に従来のレーザでなく高輝度X線を用い、蛍光X線を同時測定する。その結果、細胞群の元素・状態分布による分析・分取が統計的な信頼性をもって可能となり、生体情報に関する新たなデータベースを構築できる。本年度は、昨年度に行った装置とシステムの作製に基づき、装置評価に続いてその不足点の修正を行い、次に前提となる基礎データ取得(標準物質からの元素選択的シグナル検出と見積り、さらに、生体組織・細胞からの元素シグナルの計測)を行った。具体的には、昨年度に納入された装置を用いて試料導入、X線照射、および検出器部を含む総合的(要Heパージ)評価を行った。この結果、測定系に若干の不具合が見出され、その修正・設計・作製を行った。一方、フロー末端部について複数の問題が見出され、最終的に決定的なFCMデータ自体は取れていないが、これは原因が明確なので引き続き検討を続けて収束が可能である。また、液滴・X線照射に同期して蛍光X線信号をピーク分離・積分し、相関プロファイルを描くソフトウェアについてはほぼ所定の条件が満たされた。また別途、SPring-8ビームラインにおいて、標準試料(無機)の微小元素分析によるクロスチェックを行い、さらに標準元素を含む実際の生体組織(ラット肝臓切片)についてエネルギー分散型検出器で元素定量を行い、初めて元素のマッピングに成功し、ソフト・ハードの前提がようやく整った状況である。

Research Products

• [Journal Article] Structural characterization of femtosecond laser modified regions inside sapphire (2011)
  • Author(s): S.Juodkazis, S.Kohara, Y.Ohishi, N.Hirao, A.Vailionis, V.Mizeikis, A.Saito, A.Rode
  • Journal Title: J.Nanosc.Nanotechnol. Volume: 11 Pages: 2867-2872
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct observation of X-ray induced Atomic Motion using STM combined with Synchrotron Radiation (2011)
  • Author(s): A.Saito, T.Tanaka, Y.Takagi, H. Hosokawa, H.Notsu, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, S.Kikuta, M.Aono
  • Journal Title: J.Nanosc.Nanotechnol. Volume: 11 Pages: 2873-2881
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural changes in femtosecond laser modified regions inside fused silica (2010)
  • Author(s): S.Juodkazis, S.Kohara, Y.Ohishi, N.Hirao, A.Vailionis, V.Mizeikis, A.Saito, A.Rode
  • Journal Title: J.Opt. Volume: 12 Pages: 124007,1-5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 光-物質間相互作用の新展開:放射光STMと構造発色体 (2011)
  • Author(s): 齋藤彰
  • Organizer: 大阪大学「物質・材料科学研究推進機構」総会・講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学豊中キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-18
• [Presentation] 光-ナノ構造の相互作用と応用:放射光STMと構造色- (2011)
  • Author(s): 齋藤彰
  • Organizer: SPring-8利用者懇談会「表界面・薄膜ナノ構造研究会」
  • Place of Presentation: 関西学院大学梅田キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-11
• [Presentation] 放射光STMによるナノスケール表面元素分析-元素コントラストの特性評価 (2011)
  • Author(s): 大関豪三, 齋藤彰, 野津浩史, 田中武拓, 高木康多, 田中義人, 香村芳樹, 赤井恵, 石川哲也, 辛埴, 桑原裕司, 青野正和
  • Organizer: 第24回放射光学会年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2011-01-09
• [Presentation] 放射光STMによるナノ構造の分析と制御 (2011)
  • Author(s): 齋藤彰
  • Organizer: JST3領域合同研究会
  • Place of Presentation: 東京大学医学部講堂
  • Year and Date: 2011-01-06
• [Presentation] 1 nm-Scale Elemental Analysis using Scanning Tunneling Microscope Combined with Brilliant Hard X-ray Microbeam (2010)
  • Author(s): A.Saito, T.Tanaka, Y.Takagi, H.Notsu, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Akai-Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, M.Aono
  • Organizer: The 6th International Workshop on Nano-scale Spectroscopy and Nanotechnology (NSS6)
  • Place of Presentation: Kobe University Centennial Hall (Rokko Hall)
  • Year and Date: 2010-10-28
• [Presentation] Medical Application of Synchrotron-Radiation-based Biological and Chemical Analyses (2010)
  • Author(s): Akira SAITO
  • Organizer: BIT Life Sciences' 1st Annual World Congress of NanoMedicine-2010
  • Place of Presentation: Beijing International Convention Center, Beijing, China
  • Year and Date: 2010-10-24
• [Presentation] One nanometer scale Elemental analysis by SR-based Scanning tunneling microscopy (2010)
  • Author(s): A.Saito, T.Tanaka, Y.Takagi, H. Notsu, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Akai-Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, M.Aono
  • Organizer: XRM2010 : 10th International Conference on X-Ray Microscopy
  • Place of Presentation: Sheraton Hotels & Towers, Chicago, Illinois USA
  • Year and Date: 2010-08-18
• [Presentation] 「1nmスケール化学分析」へのアプローチ (2010)
  • Author(s): 齋藤彰
  • Organizer: 日本放射光学会第二回若手研究会「顕微分光のフロンティア」
  • Place of Presentation: 東京大学、本郷
  • Year and Date: 2010-08-03
• [Presentation] Nano-scale Elemental Analysis using SR-STM System- Characteristics Evaluation of Elemental Contrast- (2010)
  • Author(s): H.Notsu, A.Saito, T.Tanaka, Y. Takagi, G.Ohzeki, Y.Tanaka, Y.Kohmura, M.Akai-Kasaya, T.Ishikawa, Y.Kuwahara, M.Aono
  • Organizer: Int.Conference on Core Research and, Engineering Science of Advanced Materials (GCOE Program)
  • Place of Presentation: Osaka University Convention Center, Osaka, Japan
  • Year and Date: 2010-06-02