| 研究課題/領域番号 |
18K19297
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
白川 昌宏 京都大学, 工学研究科, 教授 (00202119)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 量子センシング / 光検出磁気共鳴 / １分子観察 / ナノ粒子 / 光検出磁気共鳴法 / ナノダイヤモンド / 細胞内温度計測 / 細胞内粘度計測 / 高分解能イメージング / 液滴様構造体 / ODMR-FIONA / エピジェネティックス / 液液相分離 / 細胞分化 |
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| 研究成果の概要 |
本研究はナノダイヤモンド粒子(FND)を分子プローブとして、光検出磁気共鳴法(ODMR)による量子センシングにより、細胞内の物性値を計測する手法の開発を目的とした。まずφ5-20 nm程度のNDを電子線照射し、窒素空孔センター(NVC)を生成する条件設定をした。続いて、FND粒子表面をコーティングや様々な化学修飾により、拡散、温度、ｐHなどの物性を10 nmオーダーの空間分解能で計測する手法を開発した。さらに生細胞内の局所温度やアクチンの運動を計測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
FNDの光検出磁気共鳴法(ODMR)によって、生細胞内の高分子の動態、拡散性、温度、ｐHなどの様々な物理パラメータを高い空間分解能で量子センシングするという手法の開発を進めた。その達成には、窒素空孔センターが持つの光三重項電子のを用いた光超偏極技術と光学検出装置の作成といった電子・光工学技術に始まって、ソフトウェア技術、nmオーダーのFNDの調製や官能基の導入といった化学的技術、さらに物理学的理論、分子・細胞生物学の技術、といった広範な学問分野を要する。このような分野横断的な新規技術を開発したことは、学術的意義が高い。更に生物、医学的分野に適用が進めば、その社会的意義は計り知れない。
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