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コヒーレントラマン顕微鏡を用いた生理活性気体分子の生体内動態計測

研究課題

研究課題/領域番号 18H01895
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

伊藤 輝将  東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任准教授 (60783371)

研究分担者 川岸 将彦  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60323606)
三沢 和彦  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80251396)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード誘導ラマン散乱顕微鏡 / 非染色イメージング / 気体分子 / 小分子 / 位相変調 / コヒーレントラマン / 誘導ラマン散乱 / 顕微鏡 / イメージング / コヒーレントラマン散乱 / 麻酔薬 / 吸入麻酔薬 / スペクトルフォーカス / コヒーレントラマン顕微鏡
研究成果の概要

匂い分子や吸入麻酔薬などの小さな生理活性気体分子の生体内動態は、直接観測が困難であるために詳細はほとんど知られていない。本研究課題では気体分子の濃度分布を高感度かつ非染色で測定するコヒーレントラマン顕微鏡を開発し、細胞や組織の内部における気体分子の輸送、局在や代謝を追跡できる新しい解析手法を確立する。本手法を用いることで組織中に数mM(=mmol/L)の濃度で存在する小分子を直接測定することが可能となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で新たに提案された時間的に非対称な光パルスを用いた分子振動検出法は、超高速光学分野において全く新しい時間領域の光学設計に基づいており、それ自体に学術的価値がある。しかしそれ以上に、この手法によって生体組織中で検出できる分子濃度の限界を打破できたことは学術的にも実用的にも大きな価値がある。この新しい顕微鏡の解析手法は気体分子に限らず、多くの小分子薬剤、組織モデルに適用できるため、その恩恵は本研究課題でターゲットとした生命科学分野だけでなく、食品、化粧品、製薬分野などバイオメディカル分野に広く波及することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件) 産業財産権 (6件) (うち外国 3件)

  • [雑誌論文] パルス波形整形を用いた誘導ラマン散乱顕微鏡2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤輝将
    • 雑誌名

      光学

      巻: 49 ページ: 66-72

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Invited Article: Spectral focusing with asymmetric pulses for high-contrast pump?probe stimulated Raman scattering microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Terumasa, Obara Yuki, Misawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      APL Photonics

      巻: 3 号: 9 ページ: 092405-092405

    • DOI

      10.1063/1.5030053

    • 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] 超短パルスレーザー技術を用いた無標識分光イメージング法の医療分野応用に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      三沢和彦
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 88 ページ: 19-25

    • NAID

      130007709416

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超短パルスレーザ照射で小分子の濃度分布を直接測定する顕微鏡を開発2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤輝将、三沢和彦
    • 雑誌名

      レーザ加工学会誌

      巻: 25 ページ: 58-60

    • NAID

      130008054549

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Time-resolved stimulated Raman scattering microscopy for robust quantitative chemical measurements in tissue2021

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Ito, Miyako Iritani, Fumiaki Matsuoka, and Kazuhiko Misawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BIOS 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-contrast depth imaging of skin moisturizing agent using phase-modulated stimulated Raman scattering2020

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Ito, Risa Iguchi, Fumiaki Matsuoka, Yoji Nishi, Tsuyoshi Ogihara and Kazuhiko Misawa,
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of heterogeneous formulations by real-time label-free profiling of actives within skin using high-contrast pump-probe stimulated Raman scattering microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Risa Iguchi, Yoji Nishi, Tsuyoshi Ogihara, Terumasa Ito, Fumiaki Matsuoka, Kazuhiko Misawa
    • 学会等名
      The IFSCC Congress 2020 Yokohama
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波形整形パルスを用いた位相変調誘導ラマン散乱顕微鏡2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤輝将、小原祐樹、三沢和彦
    • 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] Pump-probe stimulated Raman scattering microscopy for monitoring the transport of gaseous molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Ito, Masahiko Kawagishi, Yuki Obara, Sumio Terada, Kazuhiko Misawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BIOS, San Francisco, USA; Proceedings Volume 10890, Label-free Biomedical Imaging and Sensing (LBIS) 2019; 108900S
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear spectral focusing for high contrast pump-probe coherent Raman microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Ito, Kota Matsuura, and Kazuhiko Misawa
    • 学会等名
      XXI International Conference on Ultrafast Phenomena, Hamburg, Germany
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] Optical detection device and optical detection method2021

    • 発明者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Optical detection device and optical detection method2020

    • 発明者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 光検出装置、光検出方法2020

    • 発明者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 光検出装置、光検出方法2020

    • 発明者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 権利者名
      東京農工大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] Optical pulse pair generation device, light detection device, and light detection method2019

    • 発明者名
      Kazuhiko Misawa and Terumasa Ito
    • 権利者名
      Tokyo Univ. of Agric. and Tech.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 光パルス対生成装置、光検出装置、および光検出方法2018

    • 発明者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 権利者名
      三沢和彦、伊藤輝将
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-093067
    • 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: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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