生体深部組織の単一細胞レベル解析を実現する高次非線形光音響顕微鏡技術の確立

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K18441
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山中 真仁 大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (90648221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新岡 宏彦 大阪大学, データビリティフロンティア機構, 特任准教授(常勤) (70552074) ; 山岡 禎久 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (80405274)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2026-03-31
• Keywords: 近赤外 / 深部イメージング / 光音響 / 非線形

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、生体内やオルガノイドと呼ばれるミニ臓器などの生体試料の内部における細胞分布やその挙動を、単一細胞レベルの空間分解能で可視化、解析が行える新規深部３次元空間分解能イメージング技術の実現を目的としている。初年度には円安やアメリカ製品の長納期化により必要な装置類を取り揃えることが困難な状況であった。初年度に進めた代替品の選定や顕微鏡設計の変更を踏まえ、今年度には倒立顕微鏡やその他の装置開発に必要な物品の手配を進め、光音響光学顕微鏡の開発に着手した。開発予定の光音響光学顕微鏡は、生体透過性の高い第２の生体窓と呼ばれる光を励起光源として用いる顕微鏡であり、独自の試料走査方法に基づき、高空間分解能イメージングを実現するものである。光音響顕微鏡の光学系は、第２の生体窓の波長帯で精度のよい集光特性が得られる光学部品やレンズ類を選定することにより、理論限界に近い空間分解能が得られるように設計している。光音響イメージング用のプローブについては、今年度新たに海外の化学系の研究グループと新たな合成も含め、検討を進めている。この研究グループとはすぐに連絡ができる間柄であり、随時議論ができている状況である。また、当初の研究計画通り、広視野近赤外蛍光イメージング装置の開発にも着手した。長時間露光で微弱な近赤外光を検出できるカメラを手配済みであり、カメラが納品され次第、システムの評価を開始できる状況にある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初年度に必要な物品を調達できなかった影響がまだ残っており、遅れを取り戻すために研究進捗に注力しているものの、未だやや遅れていると言わざる終えない。このため、「（３）やや遅れている」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

現在までの進捗状況はやや遅れているという判断であるが、今年度には顕微鏡システムの開発に着手できた。さらに、光音響用の光学プローブについて、新たに海外の研究グループと協力体制が築けつつある状態であるため、いまだ計画からは遅れているものの、状況は改善してきていると判断できる。今後は共同研究者の先生方ともより一層連携を深め、研究目標の達成に取り組んでいく予定である。

Causes of Carryover

研究成果の概要欄にも記載したとおり、初年度のドルに対する円安や当初購入を予定していた物品の長納期化により、購入する物品を当初予定していたものから変更しないといけない状況となった。そのため、全体の研究計画が後ろ倒しになっており、物品の購入も研究進捗と得られた結果や装置性能に合わせ、随時検討しながら物品の購入を進めている。このため、物品購入計画も当初予定より後ろ倒しとなっているため、次年度使用額が生じ、この次年度使用額は後ろ倒しになった物品購入に引き続き充てていく。