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従来の限界を超えた空間分解能で生体組織深部を可視化する無標識分子イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 19H02626
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
研究機関大阪大学 (2020-2021)
名古屋大学 (2019)

研究代表者

山中 真仁  大阪大学, 工学研究科, 特任准教授(常勤) (90648221)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2019年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード深部イメージング / 高空間分解能 / 生体窓 / ラマン散乱 / 蛍光 / 生体深部 / 近赤外 / イメージング / 生体の窓 / 無標識 / ラマン / 無標識イメージング / 分子イメージング
研究開始時の研究の概要

生命科学の研究ではガラス基板上などで2次元培養した細胞が盛んに利用されているが、生体内と異なる培養環境により細胞の活性や機能が失われるという報告がある。本研究では、生体組織試料や生体組織に極めて近い構造をもつミニ組織モデル(オルガノイド)深部の分子情報を高空間分解能で視覚化することを目的とし、無標識で分子イメージングを高速に行う誘導ラマン散乱顕微イメージング技術に生体透過性の高い波長帯である波長1100 nmと1650 nm帯と擬似構造化照明を適用した深部・無標識・高空間分解能イメージング技術を開発する。

研究成果の概要

本研究では、生体試料組織試料や生体組織に近い構造をもつオルガノイドなどのサンプル内部の高空間分解能観察を目的とし、生体透過性の高い第2、3の生体窓の光を用いた誘導ラマン散乱顕微鏡用の低ノイズ・高出力パルス光源の開発およびその光源を用いた顕微鏡システムの開発に取り組んだ。さらに、開発した光源が、誘導ラマン散乱以外の観察モダリティにも有用であることを確認し、複数の情報を同時に観察できるマルチモーダルイメージング技術を実現できる見通しを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、生命科学の研究において、生体組織に近い環境で作製されたオルガノイドやスフェロイドといった厚みのあるサンプルが盛んに用いられている。さらに、これらのサンプルは創薬などといった医学分野でも利用が広がっている。生体透過性の高い生体窓の光を用いたバイオイメージング技術の開発はこのようなサンプル内部を詳細な観察を可能とするもので、生命科学や医学分野の研究において有用な技術となりえる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [学会発表] 第3の生体窓の光を利用した生体イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      山中真仁、園山大地、湯川博、徳永真登、馬場嘉信、西澤典彦
    • 学会等名
      レーザー学会 学術講演会 第42会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドットの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山 大地,山中真仁,湯川博,宮地冬,徳永真登,馬場嘉信,西澤典彦
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドットの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山大地,山中真仁,湯川博,徳永真登,馬場嘉信 ,榊原陽一,面田恵美子,片浦弘道,西澤典彦
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドットの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山大地、山中真仁、湯川博、徳永真登、馬場嘉信、榊原陽一、面田恵美子、片浦弘道、西澤典彦
    • 学会等名
      レーザー学会第558回研究会「次世代ファイバレーザー技術」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山大地、山中真仁、湯川博、徳永真登、馬場嘉信、榊原陽一、面田恵美子、片浦弘道、西澤典彦
    • 学会等名
      2021年度レーザー学会中部支部若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR-3)波長の超短パルス光を用いた2光子励起・近赤外発行を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      山中真仁、園山大地、湯川博、徳永真澄、馬場嘉信、西澤典彦
    • 学会等名
      レーザ顕微鏡研究会第46回講演会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外顕微イメージングの基礎と最新の動向2021

    • 著者名/発表者名
      山中真仁
    • 学会等名
      第31回基礎及び最新の分析化学講習会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第3の生体窓(NIR3)波長の超短パルス光による量子ドットの2光子励起・近赤外発光を用いた生体深部イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      園山 大地、山中 真仁、湯川 博、宮地 冬、徳永 真登、馬場 嘉信、西澤 典彦
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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