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がん細胞観察/除去のための新奇マルチモーダルバイオイメージングシステムの開発

Research Project

Project/Area Number 17F17370
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

的場 修  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (20282593)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KUMAR MANOJ  神戸大学, システム情報学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords蛍光 / 位相 / マルチモーダルイメージング / ディジタルホログラフィー / 蛍光イメージング / 位相イメージング
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,昨年度に構築した蛍光3次元計測の実験系を元に,位相3次元計測可能なディジタルホログラフィック顕微鏡の光学系を導入し,蛍光と位相の同時計測可能なマルチモーダルディジタルホログラフィック顕微鏡を構築した。細胞核に蛍光タンパク質を導入したヒメツリガネゴケを用いて蛍光と位相の同時センシングを行ない,再構成伝搬計算から焦点の合った3次元像の再構成に成功した。蛍光イメージングからは細胞核の3次元情報が得られ,位相イメージングからは細胞壁などの細胞の構造情報が得られている。このことより,蛍光と位相の同時イメージングにより対象物体から様々な情報を得ることができることを実証した。これらの研究成果をまとめ学術論文に投稿している。さらに国際会議で発表し,研究成果の情報発信を行なった。今後はヒメツリガネゴケの幹細胞化プロセスを観察するためにタイムラプス計測可能なシステムに拡張する。細胞の厚みや核の変化などを同時計測し,細胞の正常及び異常の判定に応用することを試みている。そのために安定した位相計測法の確立が必要である。これまでに構築した物体光と参照光を空間的に分離したオフアクシス光学系から共通光路型に変更する光学系を考案した。ビームスプリッタにより2光束に分離し,片側にはピンホールを挿入することでほぼ同軸型の配置で一様な強度分布をもつ参照光を生成することができる。解像度チャートを用いた位相計測結果から時間的に安定し,かつ定量的に位相計測が可能であることを実証した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] 3D stimulation and imaging-based functional optical microscopy (SIFOM) of biological cells2018

    • Author(s)
      Xiangyu Quan, Manoj Kumar, Osamu Matoba, Yasuhiro Awatsuji, Yoshio Hayasaki, Satoshi Hasegawa, and Hiroki Wake
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 43 Issue: 21 Pages: 5447-5450

    • DOI

      10.1364/ol.43.005447

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D fluorescence imaging of plant cells by using off-axis incoherent digital holographic microscope2019

    • Author(s)
      M. Kumar, X. Quan, Y. Awatsuji, Y. Tamada, O. Matoba
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional fluorescence imaging of beads and cancer cells by off-axis incoherent digital holography2018

    • Author(s)
      M. Kumar, X. Quan, Y. Awatsuji, and O. Matoba
    • Organizer
      OSA Imaging and Applied Optics Congress 2018, Digital Holography and Three-Dimensional Imaging (DH) 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-physical parameter imaging based on digital holography2018

    • Author(s)
      O. Matoba, M. Kumar, X. Quan, and Y. Awatsuji
    • Organizer
      17th Workshop on Information Optics (WIO2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-dimensional digital holographic microscopy2018

    • Author(s)
      O. Matoba, X. Quan, M. Kumar, Y. Awatsuji
    • Organizer
      Optical Design and Testing VIII, Photonics Asia 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multimodal Digital Holographic Microscopy2018

    • Author(s)
      X. Quan, M. Kumar, O. Matoba, Y. Awatsuji, Y. Hayasaki, S. Hasegawa, H. Wake and M. Morita
    • Organizer
      The 8th Japana-Korea workshop on digital holography and information photonics (DHIP2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A New Type of Microscopy for Light Stimulation and 3D Imaging2018

    • Author(s)
      X. Quan, M. Kumar, O. Matoba, Y. Awatsuji, Y. Hayasaki, S. Hasegawa, H. Wake, and Mitsuhiro Morita
    • Organizer
      International Workshop on Holography and Related Technologies 2018 (IWH2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Applications of Digital Holography to Biology and Sound Field Imaging2018

    • Author(s)
      O. Matoba, X. Quan, S.K. Rajput, M. Kumar, Y. Awatsuji
    • Organizer
      PHOTONICS-2018: International Conference on Fiber Optics and Photonics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Simultaneous Phase and Fluorescent Imaging by Integrated Two Off-axis Digital Holographic Microscopes2018

    • Author(s)
      M. Kumar, X. Quan, Y. Awatsuji, O. Matoba
    • Organizer
      PHOTONICS-2018: International Conference on Fiber Optics and Photonics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-11-13   Modified: 2024-03-26  

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