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第2近赤外窓領域を用いた生体深部1細胞イメージング技術の開発と再生医療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H04738
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関大阪大学

研究代表者

新岡 宏彦  大阪大学, データビリティフロンティア機構, 特任准教授(常勤) (70552074)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード第二近赤外窓領域 / 光学顕微鏡 / 生体深部イメージング / 細胞イメージング / 希土類蛍光体 / 蛍光プローブ / 第二近赤外領域 / 深部イメージング / レーザー走査顕微鏡 / アップコンバージョン / in vivoイメージング / 再生医療 / 近赤外第二領域 / 深層学習
研究成果の概要

再生医療技術への応用を目指し、マウスなどの生体内部の細胞を生きたままイメージングする技術の確立を行った。生体に対して透過性の高い第二近赤外窓領域の光(波長950 nmから1600 nm)で観察可能な蛍光プローブの合成と、それらを観察するためのレーザー走査型顕微鏡装置の作製を行った。蛍光プローブとして980 nm励起1030 nm蛍光を示すY2O3:Ybナノ粒子の合成と、820 nm励起で1050 から1100 nm付近の蛍光を示すY2O3:Ndナノ粒子の合成を行った。これらのナノ粒子と生体模倣材料を用いて深部1.5 mmのイメージングに成功した。また、細胞イメージングが可能なことを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

第二近赤外窓領域(波長950 nmから1600 nm)の光と希土類蛍光ナノ粒子を用いて、生体深部顕微鏡イメージング技術の開拓研究を行った。生体深部の細胞を生きたままイメージングする技術が確立されることで、生体内に移植したiPS細胞などの再生医療用の細胞を詳細に解析できるようになる。細胞の状態や治療効果をモニタリングできるようになれば、今後の再生医療用製品の効果や安全性を担保する技術となる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Excitation of erbium-doped nanoparticles in 1550-nm wavelength region for deep tissue imaging with reduced degradation of spatial resolution2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamanaka, Hirohiko Niioka, Taichi Furukawa, Norihiko Nishizawa
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 24 号: 07 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1117/1.jbo.24.7.070501

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エルビウム添加ナノ粒子の波長1550 nm帯励起によるアップコンバージョン発光を用いた深部イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      山中真仁、新岡宏彦、古川太一、西澤典彦
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 68 ページ: 175-177

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence imaging with Y2O3:Yb nanoparticles in the second near-infrared window2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Akino, Masahito Yamanaka, Hirohiko Niioka, Taichi Furukawa, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      The 8th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Yb3+とNd3+の第2生体窓発光を用いたデュアルカラーイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      秋野 善紀、山中 真仁、新岡 宏彦、古川 太一、西澤 典彦
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イッテルビウム発光を利用した近赤外発光イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      秋野 善紀、山中 真仁、新岡 宏彦、古川 太一、西澤 典彦
    • 学会等名
      レーザ顕微鏡研究会第44回講演会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Near-infrared fluorescence imaging by using high nonlinear fluorescence responses of Er3+-doped nanoparticles under the excitation at 1520-1600 nm wavelength region2019

    • 著者名/発表者名
      Masahito Yamanaka, Yoshiki Akino, Hirohiko Niioka, Taichi Furukawa, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics WEST BiOS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-infrared fluorescence imaging at 1030 nm wavelength region with Yb doped nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Akino, Masahito Yamanaka, Hirohiko Niioka, Taichi Furukawa, Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics WEST BiOS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of nanophosphors for dual-modal cellular imaging with cathodoluminescence microscope and near-infrared light microscope2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Niioka
    • 学会等名
      公益社団法人日本顕微鏡学会第61回シンポジウム -新時代へと深化する顕微鏡学 Microscopy Advancing to New Frontier-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Y2O3:Yb粒子を用いた近赤外域蛍光発光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      秋野 善紀、山中 真仁、新岡 宏彦、古川 太一、西澤 典彦
    • 学会等名
      第79回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高次非線形なアップコンバージョン蛍光発光を用いた蛍光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤大暉、山中真仁、古川太一、新岡宏彦、西澤典彦
    • 学会等名
      レーザー学会第511回研究会「ファイバレーザー技術」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Er 添加ナノ粒子の高次非線形応答を用いた蛍光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      山中真仁、佐藤大暉、古川太一、新岡宏彦、三宅淳、西澤典彦
    • 学会等名
      第78回 応用物理学会秋季学術講演会 講演奨励賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 励起光強度変調によるY2O3:Tm,Yb ナノ粒子の高次非線 形なアップコンバージョン蛍光発光2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤大暉、山中真仁、古川太一、新岡宏彦、西澤典彦
    • 学会等名
      第78回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fluorescence imaging using upconversion fluorescence emission in 480-nm wavelength region from Y2O3:Tm,Yb nanoparticle2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Sato, Masahito Yamanaka, Taichi Furukawa, Hirohiko Niioka, Jun Miyake, and Norihiko Nishizawa
    • 学会等名
      The 6th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Hirohiko_Niioka/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学研究者総覧

    • URL

      http://www.dma.jim.osaka-u.ac.jp/view?l=ja&u=4230

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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