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DDSナノ微粒子薬物キャリア分光計測のための非線形共焦点顕微鏡システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02107
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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関静岡大学

研究代表者

江上 力  静岡大学, 工学部, 教授 (70262798)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードレーザー顕微鏡 / 微粒子 / 非線形光学 / レーザー顕微 / レーザ顕微鏡 / ナノ微粒子
研究開始時の研究の概要

従来のタイムラプスイメージング技術とも全く異なる発想のもと,ナノ微粒子構造解析のための、新たな3次元顕微分光機械システムを開発する.被測定DDSナノ微粒子(リポソームや高分子NP)に静的に備わる光学的な非線形分極にタグ機能を持たせ,タグからの非線形散乱信号を偏光干渉系や光波混合光学系によって高空間分解能にて三次元検出する。これにより、蛍光プローブが不要なラベルフリー微粒子顕微計測技術を提案する.

研究成果の概要

本研究は, DDS(Drug Delivery System)微粒子の表面や内部のナノ構造と薬理特性を解析するための,新しい顕微分光法を提案する研究課題である。ベクトリアルな偏光干渉系と光波混合光学系を併用した、新たな非線形共焦点レーザ顕微鏡を開発し,DDS微粒子の表面・内部のナノ構造を,保存溶液やマトリックス中で分光計測可能な超解像イメージング法を提案した。被測定DDS微粒子のラベルフリー顕微計測技術の将来的な可能性を示唆することができた。加えて、微粒子標準化試料であるナノルーラーを用いて、同顕微鏡のナノ空間領域での均一性評価も行い、検出系の収差をほぼ取り除いた,均一画像の生成にも成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題で提案した新たな非線形顕微分光法の研究成果によって、リポソームや高分子NP(Nano Particle)などの被測定DDS微粒子に静的に備わる光学的な非線形分極にタグ機能を持たせることで、一般的に毒性のある蛍光プローブをドープすることが不要となり、単一微粒子をナノメートルオーダーの空間領域で、3次元・多波長下で顕微分光計測することが可能となった。当手法は独自のラベルフリー顕微分光計測の研究成果であり、今後のDDS微粒子の抗がん剤開発には必要不可欠な技術となることが予想される。同成果は医学・薬学界において社会的な意義が非常に大きいものと考える。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (3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 1件)

  • [雑誌論文] Degenerate Four Wave Mixing in Phycoerythrin Dye Doped Nanoparticles2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Tsuchiya and Chikara Egami
    • 雑誌名

      Int. J of Opt.

      巻: 5568693

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DDS Nanoparticle Imaging with Polarization Interferometric Nonlinear Confocal Microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Chikara Egami
    • 雑誌名

      Proc. Imaging and Applied Optics Congress 2019

      巻: 5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-contrast-resolution polymeric particle imaging with degenerate four-wave mixing confocal microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Chikara Egami and Naoya Matsunaga
    • 雑誌名

      Proc. ANNIC 2019

      巻: ID: 29 ページ: 120-120

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 四光波混合光学系による位相共役光を用いたナノ有機物構造体計測2023

    • 著者名/発表者名
      八野 泰斗、江上 力
    • 学会等名
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-contrast-resolution imaging of nanostructured organic materials with nonlinear confocal microscope2023

    • 著者名/発表者名
      Chikara Egami
    • 学会等名
      NANOP2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏光干渉非線形共焦点顕微鏡を用いたDDS微粒子解析2022

    • 著者名/発表者名
      大野 裕貴、江上 力
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 偏光干渉非線形共焦点顕微鏡を用いたDDS微粒子解析の実証2022

    • 著者名/発表者名
      大野 裕貴、江上 力
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 偏光干渉非線形共焦点顕微鏡によるDDS微粒子計測2019

    • 著者名/発表者名
      牧野 滉平,江上 力
    • 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] 四光波混合系を用いたフィコエリトリンドープ微小球による位相共役光発生2019

    • 著者名/発表者名
      土屋 朋己,江上 力
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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