• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

分子・光情報変換ナノメディエータを用いた大容量多重分子センシング

Research Project

Project/Area Number 21H01844
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

小倉 裕介  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (20346191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西村 隆宏  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsナノメディエータ / DNAナノマシン / 光符号化 / FRET
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、多様な分子が関わる大容量情報を効率的に取得する手法の構築をめざし、生体分子情報と光情報の間に介在し、これらの変換を行なうナノメディエータを開発し、多重分子センシングにおける能力を明らかにすることを目的とする。今年度は、ナノメディエータの性能向上の方策を検討するとともに、センシングにおける評価を進めた。
ナノメディエータの動作を担う光DNAナノマシンについては、複数のセンシング部位をDNA構造体に配置する系について検討した。この系により、分子の構造を対象とした光符号化センシングの実現が期待される。設計した系について、DNA電気泳動や蛍光スペクトル計測による検証を行い、2つのセンシング部位が働いていることを確認した。また、より多数の光符号を形成するための手法として偏光次元の利用が有効であると考え、計算機合成ホログラムによる構造化偏光光パターン生成法を開発した。実験により偏光状態の異なる光スポットアレイを生成できることを示した。一方で、多重センシングにおいては、蛍光スペクトル計測精度の向上や信号対雑音比の改善が必要であることが示唆された。そこで昨年度に検討を始めた励起スペクトルを識別情報として用いる手法に関して、構築したシミュレーション環境を用いて、蛍光スペクトルの計測誤差が推定誤差に与える影響などを明らかにするとともに、蛍光体配置の工夫による信号強度やコントラストの上昇効果など有効な解決法を確認した。さらに、分子プローブからの光信号による光符号の切り替えの応用として、光照射によるProtoporphyrin IX の蛍光スペクトルの切り替えを用いた腫瘍診断の高機能化を検討した。マウス実験により、蛍光診断時間が拡大できることを示した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Bordeaux Institute of Technology(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Bordeaux Institute of Technology
  • [Int'l Joint Research] National Institute on Aging(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      National Institute on Aging
  • [Journal Article] Increased fluorescence observation intensity during the photodynamic diagnosis of deeply located tumors by fluorescence photoswitching of protoporphyrin IX2023

    • Author(s)
      Sochi J. Ogbonna, William Y. York, Takahiro Nishimura, Hisanao Hazama, Hideo Fukuhara, Keiji Inoue, Kunio Awazu
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Optics

      Volume: 28 Pages: 055001

    • DOI

      10.1117/1.jbo.28.5.055001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Polarization-structuring holography and its application to polarization imaging2023

    • Author(s)
      Yusuke Ogura, Taiki Suzaki, Elena Ghanem, Jun Tanida
    • Organizer
      The 13th Japan-Korea International Workshop on Digital Holography and Information Photonics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 偏光構造化スポットアレイを用いたシングルショット偏光イメージング2023

    • Author(s)
      小倉裕介,エレーナ ガーネム,洲崎泰輝,谷田純
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2023 (OPJ2023)
  • [Presentation] 計算機合成ホログラムを用いた構造化偏光スポットアレイ生成2023

    • Author(s)
      洲崎泰輝, 小倉裕介,谷田純
    • Organizer
      第9回日本光学会関西支部講演会
  • [Presentation] 構造化偏光スポットアレイ生成2023

    • Author(s)
      洲崎泰輝,小倉裕介,谷田純
    • Organizer
      第23回 情報フォトニクス研究グループ研究会
  • [Presentation] 軸対称偏光入力による構造化偏光スポットアレイ生成2023

    • Author(s)
      洲崎泰輝,小倉裕介,谷田純
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Polarization-structured computer generated holography2023

    • Author(s)
      Yusuke Ogura, Taiki Suzaki, Jun Tanida
    • Organizer
      Information Photonics 2023 (IP'23)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Computer generated holograms that generate a polarization-structured spot array2023

    • Author(s)
      Yusuke Ogura, Taiki Suzaki, and Jun Tanida
    • Organizer
      The Fourteenth Japan-Finland Joint Symposium on Optics in Engineering (OIE2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 偏光構造化を志向した計算機合成ホログラフィ2023

    • Author(s)
      小倉裕介,洲崎泰輝,谷田純
    • Organizer
      情報フォトニクス研究討論会2023
  • [Presentation] Numerical evaluation of fluorescence probe using excitation spectrum of FRET network2023

    • Author(s)
      Yusuke Ogura, Keita Hayashi, Suguru Shimomura, Takahiro Nishimura, Jun Tanida
    • Organizer
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2023 (BISC 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analyses of protoporphyrin IX fluorescence photoswitching for prolonging the photodynamic diagnosis time of deeply located tumours2023

    • Author(s)
      Sochi Ogbonna, William York, Takahiro Nishimura, Hisanao Hazama, Kunio Awazu
    • Organizer
      2023 European Conferences on Biomedical Optics
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi