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2013 Fiscal Year Research-status Report

深紫外共鳴ラマン散乱を用いた細胞内核酸分布分析

Research Project

Project/Area Number 25871127
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

熊本 康昭  独立行政法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 特別研究員 (30611727)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords深紫外ラマン散乱顕微鏡 / 共鳴ラマン散乱 / 細胞内核酸分布 / 酸化抑制 / 光イオン化抑制 / 波面整形 / 偏光ラマン散乱 / 溶媒効果
Research Abstract

当該年度は、交付申請書の研究目的、研究実施計画に沿って、紫外光による分子の劣化を抑制する手法及び局在させる手法を開発しました。具体的には、紫外光照射による分子の酸化と光イオン化に着目し、大別して2つの手法を開発しました。酸化に着目し、試料への還元剤の導入、及び試料からの酸素の除去をおこない、酸化の原因である活性酸素種の発生及び活動を抑制することに成功しました。その結果として、分子の劣化の抑制及び局在に成功しました。また、光イオン化に着目し、試料への消光剤の導入、及び試料の冷却を利用した手法を開発し、消光材の導入と冷却により、分子の劣化を抑制することに成功しました。紫外光による分子の劣化の抑制・局在の結果、高い信号対雑音比及び解像度で細胞内生体分子分布の観察を実現しました。また、装置の光学系の収差に起因する紫外光照射領域の非局在に着目し、紫外光の波面の整形による照射領域の局在化を行ないました。その結果として、高い解像度での細胞の深紫外共鳴ラマン散乱イメージングを実現しました。試料内の分子の劣化と非局在は、当該研究課題の分析における課題であり、その抑制のための手法を確立したことは、深紫外共鳴ラマン散乱を利用した細胞内核酸分布の新しい分析法の確立の実現に向けて、重要な成果です。また、試料内の分子の劣化と非局在は、紫外顕微鏡の研究分野における共通の課題であり、当該年度の成果はその解決につながる重要なものです。
当該年度には、深紫外偏光ラマン散乱顕微鏡の開発、及び溶媒効果を用いたスペクトル測定も行ないました。これらの成果は、H26年度の課題である細胞内核酸の各塩基の分布観察及び、異なる構造の核酸の識別の実現に向けて、重要なものです。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H25年度の4つの達成目標のうち3つの目標を既に達成しています。残る1つについても既に取り組んでおり、測定系の構築、予備となる実験データの取得は、終わっています。

Strategy for Future Research Activity

今後は、交付申請書に記載の計画に従い、細胞内生体分子の深紫外偏光ラマン測定、及び溶媒効果を利用したラマンイメージング分析を行ない、細胞内核酸の各塩基の分布分析、及び異なる構造の核酸の識別を目指します。

  • Research Products

    (11 results)

All 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Plasmon-enhanced UV photocatalaysis2014

    • Author(s)
      Mitsuhiro Honda, Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, Koichi Watanabe, Yuika Saito, Satoshi Kawata
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 104 Pages: 0611081-0611084

    • DOI

      10.1063/1.4864395

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Deep-ultraviolet resonance Raman spectroscopy for biomolecular imaging and analysis in cells2014

    • Author(s)
      Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, Nicholas Isaac Smith, Satoshi Kawata
    • Organizer
      Physics on Quantum Electronics
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      20140107-20140107
    • Invited
  • [Presentation] 深紫外共鳴ラマン分光顕微鏡を利用した細胞内生体分子イメージング2013

    • Author(s)
      熊本康昭、田口敦清、スミスニコラス、河田聡
    • Organizer
      日本分光学会年次講演会
    • Place of Presentation
      大阪府豊中市
    • Year and Date
      20131119-20131119
  • [Presentation] 細胞の深紫外共鳴ラマン散乱イメージング2013

    • Author(s)
      熊本康昭、田口敦清、河田聡
    • Organizer
      光量子工学領域シンポジウム
    • Place of Presentation
      埼玉県和光市
    • Year and Date
      20131031-20131031
  • [Presentation] インジウム・マルチグレイン基板の深紫外プラズモニクス2013

    • Author(s)
      熊本康昭、田口敦清、齊藤結花、河田聡
    • Organizer
      光量子工学領域シンポジウム
    • Place of Presentation
      埼玉県和光市
    • Year and Date
      20131031-20131031
  • [Presentation] Plasmon enhanced UV photocatalysis2013

    • Author(s)
      Yuika Saito, Mitsuhiro Honda, Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, Satoshi Kawata
    • Organizer
      UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics workshop
    • Place of Presentation
      Suita, Osaka, Japan
    • Year and Date
      20131029-20131029
  • [Presentation] Deep UV resonance Raman microscopy and spectroscopy for biomolecular imaging of a cell2013

    • Author(s)
      Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, Nicholas Isaac Smith, Satoshi Kawata
    • Organizer
      UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics workshop
    • Place of Presentation
      Suita, Osaka, Japan
    • Year and Date
      20131028-20131028
  • [Presentation] Low temperature UV resonance Raman spectroscopy2013

    • Author(s)
      Hikaru Yoshino, Yuika Saito, Yasuaki Kumamoto, Prabhat Verma, Satoshi Kawata
    • Organizer
      UV-DUV Plasmonics and Nanophotonics workshop
    • Place of Presentation
      Suita, Osaka, Japan
    • Year and Date
      20131028-20131028
  • [Presentation] Deep UV resonance Raman microscopy for nucleotide imaging of a cell2013

    • Author(s)
      Yasuaki Kumamoto, Atsushi Taguchi, Nicholas Isaac Smith, Satoshi Kawata
    • Organizer
      ICAVS-7
    • Place of Presentation
      Kobe, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      20130827-20130827
  • [Presentation] Low temperature UV resonance Raman spectroscopy2013

    • Author(s)
      Hikaru Yoshino, Yuika Saito, Yasuaki Kumamoto, Prabhat Verma, Satoshi Kawata
    • Organizer
      ICAVS-7
    • Place of Presentation
      Kobe, Hyogo, Japan
    • Year and Date
      20130826-20130826
  • [Presentation] 深紫外ラマン散乱顕微鏡を用いた細胞内生体分子分析2013

    • Author(s)
      熊本康昭、田口敦清、スミスニコラス、河田聡
    • Organizer
      レーザー顕微鏡研究会講演会
    • Place of Presentation
      埼玉県和光市
    • Year and Date
      20130731-20130731

URL: 

Published: 2015-05-28  

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