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蛍光符号化による超多重分子情報伝送に基づくマイクロRNAの簡易測定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K16408
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 医用システム
研究機関大阪大学

研究代表者

西村 隆宏  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10722829)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光情報処理 / 蛍光計測 / 生体分子計測 / 簡易診断 / 分子情報処理 / バイオマーカー / DNAナノエンジニアリング / バイオセンシング / 蛍光通信 / ポイントオブケア / DNAナノテクノロジー / POCT / 蛍光 / 光通信
研究成果の概要

本研究は、マイクロRNA(miRNA)バイオマーカーのその場検査に向けた、蛍光信号を用いた効率的な分子情報伝送技術を開発することを目的とする。基盤技術として、蛍光増幅の時間発展と蛍光波長の組み合わせを利用した蛍光符号化と、一括多重に取得した蛍光信号から同時に複数の分子種を同定する手法を実験により確認した。また、蛍光信号への符号化プロセスにおけるエラー耐性を評価し、拡張に向けた設計指針を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の特色として、光・分子情報処理をmiRNA検出へ応用することにより、情報通信技術のナノ領域への実用展開の一例を与えることが挙げられる。分子検出において、分子レベルでの情報加工と蛍光読み出しへ高度な情報通信技術を適用できれば、物質により制限された条件において最大限に情報を伝送することができる。本研究の成果は、安価で簡単な操作によるmiRNAバイオマーカー検出を可能にし、癌の超早期発見や進行ステージの的確かつ迅速な診断につながる。これは、医療現場に留まらず、日常生活における健康状態の把握を高精度で可能にし、未病段階での予防や早期治療の普及につながることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Experimental assessment and analysis of super-resolution in fluorescence microscopy based on multiple-point spread function fitting of spectrally demultiplexed images2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takahiro、Kimura Hitoshi、Ogura Yusuke、Tanida Jun
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 号: 3 ページ: 384-390

    • DOI

      10.1007/s10043-017-0379-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluorescence encoded super resolution imaging based on a location estimation algorithm for high-density fluorescence probes2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, H. Kimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 24 号: 2 ページ: 212-218

    • DOI

      10.1007/s10043-016-0286-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiplexed fluorescence readout using time responses of color coded signals for biomolecular detection2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nishimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 7 号: 12 ページ: 5284-5293

    • DOI

      10.1364/boe.7.005284

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optically controlled release of DNA based on nonradiative relaxation process of quenchers2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, A. Onishi, T. Nishimura, and Jun Tanida
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 7 号: 6 ページ: 2142-2153

    • DOI

      10.1364/boe.7.002142

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Lateral spatial resolution improvement in laser scanning fluorescence microscopy using a subdiffraction limit optical spot2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura, Daiki Shinkawa, Yusuke Ogura, Yosuke Tamada, Jun Tanida
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescence imaging of photosensitizers in biological tissues for photodynamic diagnosis during interstitial photodynamic therapy2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura, Kunio Awazu
    • 学会等名
      Optical Methods for Tumor Treatment and Detection: Mechanisms and Techniques in Photodynamic Therapy XXVIII
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational simulation of the effect of interstitial Photodynamic therapy for pretreatment planning2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nishimura
    • 学会等名
      The 8th Japan-Korea Digital Holography and Information Processing (DHIP)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A molecular-sized optical logic circuit for digital modulation of a fluorescence signal2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takahiro、Ogura Yusuke、Tanida Jun
    • 学会等名
      Third International Conference on Photonics Solutions (ICPS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波長符号とベイズ解析に基づく超解像蛍光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 谷田純
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光符号化とベイズ情報量規準を用いた超解像蛍光イ メージングの実証実験2017

    • 著者名/発表者名
      木村仁, 西村隆宏, 小倉裕介, 谷田純
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Bayesian-based localization of fluorescence-encoded images for single shot super-resolution fluorescence imaging2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura, T. Nishimura, Y. Ogura, and J. Tanida
    • 学会等名
      The 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016 (BISC'16)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベイズ情報量基準に基づく量子ドットを用いた蛍光符号化イメージングの基礎的実験2016

    • 著者名/発表者名
      木村仁, 西村隆宏, 小倉裕介, 谷田純
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2016
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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