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光周波数コムを用いた磁気共鳴測定法の開発とバイオイメージングへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K19099
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物理化学、機能物性化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

平松 光太郎  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60783561)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードデュアルコム分光法 / 振動分光 / 磁気共鳴 / バイオイメージング / 高速分光法 / 光周波数コム / 誘導ラマン散乱 / コヒーレントラマン分光 / レーザー分光 / 高分解能分光 / 核磁気共鳴 / 非線形光学
研究成果の概要

生細胞や組織内の生体分子を可視化するバイオイメージングは現代の生命科学において必要不可欠の技術である。特に細胞や組織を染色せずに計測できる磁気共鳴イメージングや振動分光イメージングは再生医療等の応用においてその重要性が増してきている。本研究では、最先端のレーザー技術である光周波数コムを用いた磁気共鳴及び振動分光イメージング法の開発を行った。磁気共鳴計測に関しては装置開発を行い、計測を試みたが残念ながら信号の検出には至らなかった。デュアルコム振動分光計測に関しては従来法の100倍程度の効率化を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

デュアルコム振動分光法は高速かつ無標識に生体分子を可視化できる手法として注目を集めている。その高効率化は今後のデュアルコム振動分光計測に基づく様々な生命科学・物質科学的発見を加速することが期待される。また、計測の効率をほぼ100%まで高めたことは、本手法における感度・速度の限界を達成したことを意味しており、分子分光学のマイルストーン的意義も大きい。

報告書

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

    (23件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Large-scale label-free single-cell analysis of paramylon in Euglena gracilis by high-throughput broadband Raman flow cytometry2020

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Kotaro、Yamada Koji、Lindley Matthew、Suzuki Kengo、Goda Keisuke
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 11 号: 4 ページ: 1752-1752

    • DOI

      10.1364/boe.382957

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrafast simultaneous Raman-fluorescence spectroscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Lindley, M., Hiramatsu, K., Nomoto, H., Shibata, F., Takeshita, T., Kawano, S. and Goda, K.
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 91 号: 24 ページ: 15563-15563

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03563

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] High‐speed broadband Fourier‐transform coherent anti‐stokes Raman scattering spectral microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kinegawa, Kotaro Hiramatsu, Kazuki Hashimoto, Venkata Ramaiah Badarla, Takuro Ideguchi, Keisuke Goda
    • 雑誌名

      Journal of Raman spectroscopy

      巻: 未定 号: 8 ページ: 1141-1146

    • DOI

      10.1002/jrs.5630

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] High-throughput vibrational flow cytometry2020

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, Advanced Chemical Microscopy for Life Science and Translational Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高スループット振動分光フローサイトメトリー2020

    • 著者名/発表者名
      平松 光太郎, 合田 圭介
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会 第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Highly sensitive low-frequency Raman spectroscopy enabled by Sagnac-enhanced impulsive stimulated Raman scattering2020

    • 著者名/発表者名
      Walker Peterson, Kotaro Hiramatsu, Keisuke Goda
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, Label-free Biomedical Imaging and Sensing (LBIS) 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-throughput multimodal Raman-fluorescence flow cytometry2020

    • 著者名/発表者名
      Matthew Lindley, Kotaro Hiramatsu, Fukashi Shibata, Tsuyoshi Takeshita, Shigeyuki Kawano, Keisuke Goda
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy V
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多元的分光計測による大規模一細胞解析2019

    • 著者名/発表者名
      平松 光太郎, 合田 圭介
    • 学会等名
      分光学会生細胞分光部会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vibrational flow cytometry for label-free large-scale single-cell analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      30th International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速ラマン分光法による大規模一細胞解析2019

    • 著者名/発表者名
      平松 光太郎, 合田 圭介
    • 学会等名
      第17回医用分光学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-throughput Raman flow cytometry2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      SelectBio 2019 - Microfluidics & Organ-on-a-Chip Asia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-scale single-cell analysis by ultra-rapid time-domain Raman spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      The 12th International Photonics and OptoElectronics Meetings
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-throughput Raman spectroscopic flow cytometry2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      The Australia and New Zealand Nano and Microfluidics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒時間分解CD分光法2019

    • 著者名/発表者名
      平松 光太郎
    • 学会等名
      第23回HiSOR研究会 ~分子キラリティの計測・理論技術の革新から迫る生命機能研究の新展開~
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-throughput Broadband Vibrational Flow Cytometry2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu and Keisuke Goda
    • 学会等名
      Biomedical Raman Imaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングを用いた時間領域コヒーレントラマン分光2019

    • 著者名/発表者名
      滝沢 繁和、平松 光太郎、合田 圭介
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Raman-Fluorescence Flow Cytometry2019

    • 著者名/発表者名
      Matthew Lindley、Kotaro Hiramatsu、Fukashi Shibata、Tsuyoshi Takeshita、Shigeyuki Kawano、Keisuke Goda
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 振動分光フローサイトメトリーによる大規模無標識1細胞解析2019

    • 著者名/発表者名
      平松 光太郎,Matthew Lindley, 山田 康嗣, 鈴木 健吾, 合田 圭介
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Coherent Raman spectroscopic flow cytometry for large-scale single cell analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu, Yusuke Yonamine, Takuro Ito, Yu Hoshino, and Keisuke Goda
    • 学会等名
      International conference on vibrational spectroscopy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Label-free molecularly specific flow cytometry and beyond2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu, Yusuke Yonamine, Takuro Ito, Yu Hoshino, and Keisuke Goda
    • 学会等名
      34th Congress of the International Society for Advancement of Cytometry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed broadband Fourier-transform CARS microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Hiramatsu, Ryo Kinegawa, Kazuki Hashimoto, Venkata Ramaiah Badarla, Takuro Ideguchi, Keisuke Goda
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy III: Toward Big Data Instrumentation and Management
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 平松 光太郎, 合田 圭介2018

    • 著者名/発表者名
      時間領域Raman分光法の生命科学研究への応用
    • 学会等名
      第8回光科学異分野横断萌芽研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 木下川 涼, 平松 光太郎、橋本 和樹、Venkata Ramaiah Badarla、井手口 拓郎、合田 圭介2018

    • 著者名/発表者名
      高速フーリエ変換CARSスペクトラルイメージング
    • 学会等名
      量子生命科学研究会 第2回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2022-01-27  

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