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From Static Image Diagnosis to Dynamic Image Diagnosis: Development of Super-resolution Live-cell Cytodiagnosis Using Nonlinear Raman Scattering

Research Project

Project/Area Number 18H02000
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionKyushu University (2020-2021)
University of Tsukuba (2018-2019)

Principal Investigator

Kano Hideaki  九州大学, 理学研究院, 教授 (70334240)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野口 雅之  筑波大学, 医学医療系, 教授 (00198582)
猪子 誠人  愛知医科大学, 医学部, 講師 (30393127)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Keywordsラマン / CARS / 生細胞 / 非線形光学 / 顕微鏡 / ラマン散乱 / 細胞診 / 分子イメージング
Outline of Final Research Achievements

In this study, coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) was used to develop a new cytological diagnosis system that enables non-staining visualization of intracellular organelles for dynamical image diagnosis of living cells. In the development of a new microscopic imaging system, we launched the world's fastest ultra-broadband multiplex CARS spectroscopic microscope. By combining a microscopic imaging system with a on-stage living-cell incubator, selective visualization of metabolites and their time-lapse measurement were realized. Concerning the studies on brown adipocytes, we showed that they have the ability to maintain constant intracellular unsaturated lipids (unsaturated lipid homeostasis).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS)を基盤技術として用い、細胞内オルガネラをそのままライブで可視化する”動画診断”を可能とする、まったく新しい細胞診の開発を目的として研究を行った。本研究で開発した装置は細胞の活性を維持しながらラベルフリーで細胞内分子を特定できるため、疾患の早期診断などに利用可能であると期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(65 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (42 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 17 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results)

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    • Author(s)
      Hideaki Kano , Manabu Shiozawa, Hiroaki Yoneyama , Kazuhiro Sudo , Philippe Leprouxd, Vincent Couderc , Akihito Inoko
    • Organizer
      Japan/Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy , 平成30年度日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非線形光学イメージングを用いた iPS 細胞のリプログラミング過程の研究2018

    • Author(s)
      丸山拓史,米山弘亮,西村健,久武幸司,加納英明
    • Organizer
      平成30年度日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪を燃焼する褐色脂肪細胞のマルチモーダル非線形光学イメージング2018

    • Author(s)
      1.武井祐樹,平井理愛,下平雄貴 ,島田林太郎,福田綾,久武幸司,加納英明
    • Organizer
      平成30年度日本分光学会年次講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 加納研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.scc.kyushu-u.ac.jp/PhotoPhysChem

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      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 加納研究室

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~CARS/

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      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 筑波大 加納研究室

    • URL

      http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~CARS/

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      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ラマン分光法による皮膚内部の水のイメージング方法2021

    • Inventor(s)
      大江麻里子・新妻真紀子・加納英明・服部利明・金田大輝
    • Industrial Property Rights Holder
      大江麻里子・新妻真紀子・加納英明・服部利明・金田大輝
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-020179
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 癌の罹患可能性の試験方法、癌の罹患可能性の判定装置、癌の罹患可能性の判定方法、癌の罹患可能性の判定に用いる学習済モデルの製造装置、癌の罹患可能性の判定に用いる学習済モデルの製造方法2019

    • Inventor(s)
      加納英明・野口雅之・松井裕史・松本 潤一他
    • Industrial Property Rights Holder
      片岡製作所・筑波大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-201847
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞種の推定方法、細胞種の推定装置、細胞の製造方法、細胞の製造装置、観察方法、観察装置、学習済モデルの製造方法、および学習済モデルの製造装置2019

    • Inventor(s)
      加納英明、林洋平、松本潤一
    • Industrial Property Rights Holder
      加納英明、林洋平、松本潤一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-022032
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 被験物質への感受性の判定方法、被験物質への感受性の判定装置、抗癌剤のスクリーニング方法、抗癌剤の候補物質の製造方法、学習済モデルの製造方法、学習済モデルの製造装置、および選抜方法2019

    • Inventor(s)
      加納英明、松坂諭、岩村拓海、沈之為、松本潤一
    • Industrial Property Rights Holder
      加納英明、松坂諭、岩村拓海、沈之為、松本潤一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-021932
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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