非線型ラマン分光法による生体組織内における薬剤分子局在の可視化

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670089
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 川岸 将彦 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60323606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺田 純雄 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (00262022) ; 齊藤 健太 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60374659)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 非線型ラマン分光 / 顕微鏡技術

Research Abstract

1. 成果の内容: 連携研究者の東京農工大学の開発した位相制御コヒーレントラマン顕微分光法(J Chem Phys 134, 024525 (2011), Opt Express 19, 11463-70 (2011))を用いたコヒーレント反ストークスラマン(CARS)信号の観察に適した分子を、連携研究者とらと協力して、探索した。具体的には、日本薬局方に収載されている化学薬品リストなどを参考にし、文献やデータベースなどでラマンスペクトルの報告があるものは、それを調べて、候補分子を選んだ。その候補分子を、東京農工大学のプロトタイプ機を用いて測定し、スペクトルのパターンや信号の強度を調べた。現行のプロトタイプ機は、有機分子の構造の特徴を反映する、波数500 - 1500 /cmの指紋領域の信号の測定に向いているので、その範囲で強めの信号を示すような、比較的低分子の物質を選んだ。選んだ化学物質を、複数の組織に投与して、プロトタイプ機を用いて測定を試みた。CARSは3光子過程であり、そのために、組織による散乱が信号強度やノイズに大きな影響を与える事が分かった。よって、比較的透明度の高い角膜組織や、薄切した組織が観察に向く事が分かった。
2. 意義、重要性: ラマン分光は、小分子化合物の分布情報を、螢光などの標識を使わずに、得られる可能性がある技術である。そのラマン分光の、生体組織観察への応用に向けての基礎となる情報が得られた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在までのところ、平成25年度の実施計画のうち、候補化学物質の選択や、生物組織での観察の試行については、想定どおりに達成できたと考えている。しかし、候補化学物質を、生物組織内で測定した場合の信号/ノイズ比が、予想したよりも高く、その為に、期待した濃度よりも高い濃度での測定しか、達成できていない。そのため、生体組織の分布の可視化という点で、"やや遅れている"と自己評価した。

Strategy for Future Research Activity

当初の実施計画に従い、平成25年度の探索で選んだ、生物組織内での観察に適した候補化学物質について、生物組織内でのラマン分光信号の画像化を目指す。
生物組織での測定の信号/ノイズ比が当初の想定よりも高いので、組織の調製法によってノイズを減らせないかを試みる。また、東京農工大学の連携研究者と協力し、プロトタイプ機の改造、改善を通じたノイズの低減も行う。
画像化が実現出来れば、対象物質の種類に応じて、異なる組織、細胞での物質の分布、吸収や浸透の過程も観察したい。また、対象物質の分布と、従来の各種染色法、螢光蛋白や螢光抗体の比較を行い、それを通して、対象物質の分布する場所、構造の同定もしたいと考えている。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

必要な物品、消耗品を購入した時に、端数として41円が残った。
次年度使用額は少額であり、当初の予定通りに、翌年度の予算と併せて、実験に必要な試薬、光学機器、部品などの購入に充てるつもりである。