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高感度近赤外マルチチャンネルラマン分光システムの開発と実用化

研究課題

研究課題/領域番号 12354007
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 物理化学
研究機関東京大学

研究代表者

濱口 宏夫  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00092297)

研究分担者 甲田 英一  国家公務員共済組合連合会立川病院, 内科部長(研究職) (80101989)
加納 英明  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (70334240)
岩田 耕一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90232678)
丹治 宏彰  HOYA株式会社, 取締役戦略企画室長(研究職)
伊藤 利昭  浜松ホトニクス株式会社, 中央研究所, 専任研究員 (30393995)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
44,300千円 (直接経費: 38,900千円、間接経費: 5,400千円)
2002年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2001年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2000年度: 20,900千円 (直接経費: 20,900千円)
キーワード近赤外ラマン分光 / 生体ラマン分光 / 顕微ラマン分光 / 臨床診断 / 癌診断
研究概要

浜松ホトニクスによって新しく開発された、InP/InGaAsP光電面のマルチチャンネル光検出器と、Nd : YAGレーザーの1.06μmの発振線を用いた卓上型近赤外マルチチャンネルラマン分光計のプロトタイプを製作した。この装置は、従来のFT-ラマン装置に比較して少なくとも1桁以上高感度であり、十分に実用に耐える性能を有している。装置の開発と平行して、近赤外ラマン分光でのみ可能な新しい実験に挑戦し、数多くの極めて興味深い結果を得た。1)ヒト組織のラマン測定:これまで行っていたヒト組織標本の測定をさらに発展させ、手術直後の切除片をホルムアルデヒドで処理することなくそのまま測定した。正常および癌化肺組織のラマンスペクトルが顕著に異なることを確認し、すでに得られていた標本による測定結果が、ホルムアルデヒド処理の影響を受けていないことを示した。近赤外ラマン分光による癌の臨床診断の実用化を目指して、光ファイバー光学系を設計中である。2)酵母生細胞の時空間分解ラマン測定:He-Neレーザーを用いた顕微測定装置により、生きた酵母の細胞のin vivoラマンスペクトル測定に成功した。蛋白質、リン脂質、多糖類などに由来する多数のラマンバンドを明瞭に観測し、細胞内の部位によってラマンスペクトルが大きく異なること、またそれらが細胞周期によって顕著に変化することを見い出した。このような細胞周期に伴う物質変化を、in vivoかつ分子レベルで観察したのは本研究が初めてである。3)蛋白質、核酸試料の蛍光除去ラマン測定:蛋白質や核酸試料のラマン測定では、試料中の夾雑物からの蛍光に妨害されて、スペクトルを得ることが困難な場合がしばしばある。近赤外ラマン分光を用いればこの蛍光による妨害を回避することができる。上記のプロトタイプ分光計を用いて、いくつかの典型的な蛋白質や核酸の測定を試み、高いS/N比のスペクトルを得ることができた。とくに、薬物と核酸の相互作用による核酸の構造変化の様子を、ラマンスペクトルにより極めて明瞭に捕らえることができた。以上の実績から、本研究によってラマン分光の生物学、医学への応用のポテンシャルが格段に高まったと結論することができる。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Satoshi Hayashi, Ryosuke Ozawa, Hiro-o Hamaguchi: "Raman Spectra, Crystal Polymorphism and Structure of a Prototype Ionic-liquid [bmim]Cl"Chem.Lett.. (in press). (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Yamazaki, Shoji Kaminaka, Eiichi Kohda, Makio Mukai, Hiro-o Hamaguchi: "The Diagnosis of Lung Cancer Using 1064-nm Excited Near-infrared Multichannel Raman Spectroscopy"Radiation Medicine. 21. 1-6 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu-san Huang, Takeshi Karashima, Masayuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi: "Molecular-level pursuit of yeast mitosis by time-and space-resolved Raman spectroscopy"J.Raman Spectrosc.. 34. 1-3 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Toshiaki Ito, Hiroya Yamazaki, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near-infrared multichannel Raman spectroscopy toward real-time in vivo cancer diagnosis"J.Raman Spectrosc.. 33. 498-502 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Hiroya Yamazaki, Toshiaki Ito, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near Infrared Raman Spectroscopy of Human Lung Tissues : Possibility of Molecular-level Cancer Diagnosis"J.Raman Spectrosc.. 32. 139-141 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Hayashi, Ryosuke Ozawa, Hiro-o Hamaguchi: "Raman Spectra, Crystal Polymorphism and Structure of a Prototype Ionic-liquid〔bmim〕Cl"Chem.Lett.. in press. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroya Yamaguchi, Shoji Kaminaka, Eiichi Kohda, Makio Mukai, Hiro-o Hamaguchi: "The Diagnosis of Lung Cancer Using 1064-nm Excited Near-infrared Multichannel Raman Spectroscopy"Radiation Medicine. 21. 1-6 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu-san Huang, Takeshi Karashima, Masayuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi: "Molecular-level pursuit of yeast mitosis by time-and space-resolved Raman spectroscopy"J.Raman Spectrosc.. 34. 1-3 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Toshiaki Ito, Hiroya Yamazaki, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near-infrared multichannel Raman spectroscopy toward real-time in vivo cancer diagnosis"J.Raman Spectrosc.. 33. 498-502 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Hiroya Yamaguchi, Toshiaki Ito, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near Infrared Raman Spectroscopy of Human Lung Tissues : Possibility of Molecular-level Cancer Diagnosis"J.Raman Spectrosc.. 32. 139-141 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu-san Huang, Takeshi Karashima, Masayuki Yamamoto, Hiro-o Hamaguchi: "Molecular-level pursuit of yeast mitosis by time-and space-resolved Raman spectroscopy"J. Raman Spectrosc.. 34. 1-3 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Toshiaki Ito, Hiroya Yamazaki, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near-infrared multichannel Raman spectroscopy toward real-time in vivo cancer diagnosis"J. Raman Spectrosc.. 33. 498-502 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka, Hiroya Yamazaki, Toshiaki Ito, Eiichi Kohda, Hiro-o Hamaguchi: "Near Infrared Raman Spectroscopy of Human Lung Tissues : Possibility of Molecular-level Cancer Diagnosis"J. Raman Spectrosc.. 32. 139-141 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Anunay Samanta, Satyen Saha, Hironori Ishikawa, Hiro-o Hamaguchi: "Excited State Structure of N-(4-cyanophenyl)carbazole by Time-Resolved Infrared Absorption Spectroscopy"Chemistry Letters. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Iwata, Ryosuke Oazwa Hiro-o Hamaguchi: "Analysis of the Solvent- and Temperature-dependent Raman Spectral Changes of S_1 torans-Stilbene and the Mechanism of the Trans to Cis Isomerization : Dynamic Polarization Model of Vibrational Dephasing and the C=C Double-bond Rotaion"Journal of Physical Chemistry. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hironori Ishikawa, Koichi Iwata, Hiro-o Hamaguchi: "Picosecond Dynamics of Stepwise Double Proton Transfer Reaction in the Excited State of the 2-aminopyridine/Acetic acid System"Journal of Physical Chemistry. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Young-Kun Min, Hirotsugu Hiramatsu, Hiro-o Hamaguchi: "Infrared Electroabsorption Spectroscopic Study of Association Structures of 5CB in the Solution, Isotropic Liquid and Nematic Liquid Crystal States"Chemistry Letters. 68-69 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hirotsugu Hiranmatsu, Chihiro Kato, Hiro-o Hamaguchi: "Development of infrared electroabsorption spectroscopy for liquids"Chemical Physics Letters. 403-409 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ryosuke Ozawa, Hiro-o Hamaguchi: "Does Photoisomerization Proceed in an Ionic Liquid?"Chemistry Letters. 736-737 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yuika Saito and Hiro-o Hamaguchi: "Dynamic Symmetry Lowering of the Sulfate Ion in Aqueous Solution Probed by Polarization-resolved CARS Spectroscopy"Chemical Physics Letters. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shoji Kaminaka,Hiroya Yamazaki,Toshiaki Ito,Eiichi Kohda and Hiro-o Hamaguchi: "Near Infrared Raman Spectroscopy of Human LungTissues : Possibility of Molecular-level Cancer Diagnosis"Journal of Raman Spectroscopy. (in press).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shingo Ikeda,Shigeru Murata,Kunihiko Ishii,and Hiro-o Hamaguchi: "Mechanistic Studies of Pyrene-sensitized Photodecomposition of N-Phenylglycine : Acceleration of the Photodecomposition by the Addition of an Electron Acceptor"Bull.Chem.Society Japan. 73・12. 2783-2792 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tadashi Mizushima,Shingo Ikeda,Shigeru Murata,Kunihiko Ishii,and Hiro-o Hamaguchi: "Photoreaction of Methyl (p-Nitrophenyl) diazoacetate in the Presence of an Electron-Donating Amine : Evidence for Intermediacy of the Carbene Radical Anion"Chemistry Letters. 1282-1283 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yuika Saito,Taka-aki Ishibashi,and Hiro-o Hamaguchi: "Polarization-resolved Coherent Anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Spectroscopy : A New Probe of Molecular Symmentry through Accurate Determination of Raman Depolarization Ratio"Journal of Raman Spectroscopy. 31. 725-730 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoyuki Hayashi,Hiro-o Hamaguchi: "Solvent induced dynamic polarization, vibrational dephasing, and infrared band shape of the C=O stretch mode of acetone in acetonitrile : A new theoretical approach"Chemical Physics Letters. 326. 115-122 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2017-03-24  

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