2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a stimulated Raman spectral microscope for the analysis of small biomolecules in live cells and tissues
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25702026
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小関 泰之 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60437374)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 誘導ラマン散乱 / 生体顕微鏡 / 生体観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、誘導ラマン散乱(SRS)分光顕微鏡という、2色のピコ秒パルスを用いて生体分子の分子振動を高感度に検出する独自の無染色生体観察技術を活用することで、様々な細胞や組織を生きたまま観察し、従来の染色法や標識法では解析の難しい、小さな分子の挙動と細胞や組織の関係を詳細に調べ、新しい情報を得ることを目的として研究を進めた。平成28年度は、これまで性能向上を図ってきたSRS分光顕微鏡システムを用いて、外部の研究室と連携しつつ、様々な細胞や植物・動物の観察実験を継続的に行い、脂肪滴やタンパク顆粒等の代謝物を無標識で可視化することに成功した。並行して、個体の計測において必須となる反射型検出のための光学系の改善を試み、信号対雑音比を1.5倍向上させることに成功した。また、昨年度までに得られた皮膚組織や微細藻類細胞内部の代謝物の可視化の成果について論文投稿を進めた。あわせて、SRS分光顕微鏡のさらなる実用性向上を目指し、これまで用いてきたチタンサファイアレーザや非線形偏波回転型ファイバレーザに代わる安定なレーザー光源の開発を進めた。いくつかのレーザ構成について検討を進め、偏波保持型Ybファイバーレーザー光源により広帯域なスペクトルを生成し、そのスペクトルを音響光学可変フィルタで切り出すという新規構成のパルス光源の開発に成功した。以上の結果から、本研究課題では、SRS分光顕微鏡の性能向上と新規応用の開拓を並行して進めるとともに、より実用性の高いレーザー光源の開発に成功し、高速・無標識生体イメージング法としてのSRS顕微法の可能性を大きく広げることができたと考える。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Probing the metabolic heterogeneity of Euglena gracilis with stimulated Raman scattering microscopy2016
Author(s)
Y. Wakisaka, Y. Suzuki, O. Iwata, A. Nakashima, T. Ito, M. Hirose, R. Domon, M. Sugawara, N. Tsumura, H. Watarai, T. Shimobaba, K. Suzuki, K. Goda and Y. Ozeki
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Journal Title
Nature Microbiology
Volume: 1
Pages: 16124
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] High-speed stimulated Raman scattering microscopy for studying the metabolic diversity of motile Euglena gracilis2017
Author(s)
Y. Suzuki, Y. Wakisaka, O. Iwata, A. Nakashima, T. Ito, M. Hirose, R. Domon, M. Sugawara, N. Tsumura, H. Watarai, T. Shimobaba, K. Suzuki, K. Goda and Y. Ozeki
Organizer
SPIE Photonics West, BiOS, High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy: Toward Big Data Instrumentation and Management II
Place of Presentation
サンフランシスコ（米国）
Year and Date
2017-01-30
Int'l Joint Research
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[Presentation] Label-free imaging and statistical analysis of the metabolic heterogeneity of live Euglena gracilis with stimulated Raman scattering microscopy2016
Author(s)
Y. Suzuki, Y. Wakisaka, O. Iwata, A. Nakashima, K. Suzuki, T. Ito, M. Hirose, R. Domon, M. Sugawara, N. Tsumura, H. Watarai, T. Shimobaba, K. Goda, Y. Ozeki
Organizer
OPJ2016, 2aA6
Place of Presentation
筑波大学東京キャンパス
Year and Date
2016-11-02
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[Presentation] High-speed stimulated Raman scattering microscopy for single-cell analysis of metabolites in live Euglena gracilis2016
Author(s)
Y. Suzuki, Y. Wakisaka, O. Iwata, A. Nakashima, K. Suzuki, T. Ito, M. Hirose, R. Domon, M. Sugawara, N. Tsumura, H. Watarai, T. Shimobaba, K. Goda, and Y. Ozeki
Organizer
第77回応用物理学会秋季学術講演会, 14p-C42-17
Place of Presentation
新潟
Year and Date
2016-09-14
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