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ラベルフリー超解像顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04852
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス
研究機関東京大学

研究代表者

井手口 拓郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 講師 (30735999)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
キーワード振動分光 / 分子振動 / ラベルフリー顕微鏡 / 超解像 / コヒーレントラマン顕微鏡 / フーリエ変換分光 / 赤外フォトサーマル顕微鏡 / 応用光学・量子光工学
研究成果の概要

振動分光を用いたラベルフリー顕微鏡において、回折限界を超える超解像の空間分解能を実現する二つの技術開発を行った。まず、回折限界解像度が数ミクロンである赤外顕微鏡の超解像技術である赤外フォトサーマル位相差顕微鏡の原理の提唱と実証を行った。分子振動由来の赤外吸収に伴う光熱変換現象で生じる屈折率変化を、可視光照明による位相差顕微計測を行うことにより、可視光の回折限界の分解能を実現した。次に、近赤外パルス光を用いたコヒーレントラマン散乱顕微鏡のチップ増強による超解像化を目指す実証を開始した。超広帯域コヒーレントラマン顕微鏡の実証に成功し、チップ増強の原理検証を開始した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発に成功した赤外フォトサーマル位相差顕微鏡は、赤外吸収の高感度特性と可視光の高空間分解能特性を併せ持つ手法であり、また、低いフォトダメージ特性を持つ。数百ナノメートルの空間分解能を持つラベルフリー分子イメージングであるため、生命科学研究の新しいツールとなることが期待される。創薬分野における小分子薬剤の細胞内局在の可視化や、医療分野における組織の迅速病理診断などへの応用が想定される。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25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 (17件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Phase-controlled Fourier-transform spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Kazuki、Ideguchi Takuro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 4448-4448

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06956-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 創薬における超高速ラマン分光法の活用2018

    • 著者名/発表者名
      長島優、橋本和樹、大間知潤子、井手口拓郎
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 29 ページ: 2126-2126

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高速広帯域CARS分光とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      井手口拓郎
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular contrast added to phase-contrast microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Toda, Miu Tamamitsu, Ryoichi Horisaki, Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      CIAiS International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hyperspectral single-pixel imaging for remote gas sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kawai, Yuki Yoshida, Kazuki Hashimoto, Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      CIAiS International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中赤外フォトサーマル位相差顕微鏡2019

    • 著者名/発表者名
      戸田圭一郎、玉光未侑、堀崎遼一、井手口拓郎
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナイキスト限界の高速広帯域フーリエ分光法2019

    • 著者名/発表者名
      橋本和樹、井手口拓郎
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nyquist-limited Efficient Fourier-transform Spectrosocpy2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Hashimoto, Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics OSA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiphoton Microscope with a Rapid Broadband CARS Modality2019

    • 著者名/発表者名
      Faris Sinjab, Kazuki Hashimoto, Venkata Ramaiah Badarla, Yu Nagashima, and Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase-contrast microscope with molecular contrast2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Toda, Miu Tamamitsu, Ryoichi Horisaki, and Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nyquist-limited Fourier-transform spectroscopy with phase-controlled delay line2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      OSA Light, Energy and the Environment Congress
    • 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] 振動分光顕微イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      井手口拓郎
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantitative phase microscopy with molecular vibrational sensitivity2019

    • 著者名/発表者名
      Miu Tamamitsu, Keiichiro Toda, Ryoichi Horisaki, Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed ultra-broadband Fourier-transform CARS spanning over 3,000 cm-12018

    • 著者名/発表者名
      Junko Omachi, Kazuki Hashimoto, and Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics OSA
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速スキャン広帯域コヒーレントラマン分光2018

    • 著者名/発表者名
      井手口拓郎
    • 学会等名
      分光学会シンポジウム「先端的振動分光法の新しい技術と応用」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラピッドスキャン型フーリエ変換CARS分光による高速・超広帯域な分子振動分析2018

    • 著者名/発表者名
      大間知潤子、橋本和樹、井手口拓郎
    • 学会等名
      第10回文部科学省「最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Broadband Fourier-transform CARS Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      BIT's 6th Annual Conference of AnalytiX-2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 6-fsパルスレーザを用いた高速スキャン広帯域フーリエ変換CARS分光2018

    • 著者名/発表者名
      橋本 和樹、大間知 潤子、井手口 拓郎
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast Fourier Transform Spectroscopy with Frequency Combs2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Ideguchi
    • 学会等名
      BIT's 8th Annual Global Congress of Catalysis-2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 光を巧みに操ることで新しい分子分光法の開発に成功 ~光の波形制御で分子の同定を高速・簡便化~

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/6100/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 光を巧みに操ることで新しい分子分光法の開発に成功 ~光の波形制御で分子の同定を高速・簡便化~

    • URL

      https://www.jst.go.jp/pr/announce/20181025/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室の扉「新たなサイエンスを生み出す光の工夫」

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=Q64hAx_RowM

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 学部生に伝える研究最前線「未来の科学を創る新規分光計測」

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/story/newsletter/page/6202/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 高速スキャンフーリエ変換分光装置及び分光方法2018

    • 発明者名
      井手口拓郎、橋本和樹
    • 権利者名
      井手口拓郎、橋本和樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-129410
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 画像生成装置および画像生成方法2018

    • 発明者名
      1.井手口拓郎、戸田圭一郎、玉光未侑、橋本和樹、堀崎遼一
    • 権利者名
      1.井手口拓郎、戸田圭一郎、玉光未侑、橋本和樹、堀崎遼一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-133711
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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