| 研究課題/領域番号 |
20K20431
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| 補助金の研究課題番号 |
19H05505 (2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2019) |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
佐藤 洋平 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00344127)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 全反射ラマン分光法 / 全反射ラマン散乱光イメージング法 / ラマンスペクトル解析法 / 水分子動態 / 水素結合状態 / イオン動態 / イオン周りの水和殻状態 / 細胞内液 / イオンの水和 / 全反射・多波長ラマン散乱光イメージング法 / 水分子挙動 / 振動モード状態 / イオン挙動 / 細胞内イオン濃度分布 / 細胞遊走 / 細胞内金属イオン濃度空間分布 / 全反射・多波長ラマン散乱イメージング法 / 水分子の振動モード状態 / 水分子の水素結合状態 / 水分子動態の時空間マッピング / 細胞内金属イオン空間分布 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水分子の振動モード状態および水素結合状態の空間分布を，世界に先駆けて実験的に非侵襲計測を行う全反射・多波長ラマン散乱光イメージング法の開発に挑む．初年度は，１種の金属イオンを，２年度は２種の金属イオンの混合溶液を対象とする．最終年度は，レーザ光の全反射により発生する微弱なエバネッセント波を細胞膜近傍に照射し，細胞内液において支配的な金属イオンの濃度空間分布の同時取得を実現する．正常細胞および癌細胞に適用し，イオン濃度空間分布の違いを明らかにする．本挑戦的研究にて得られる重要な知見は，癌転移のメカニズム解明に多大な貢献をもたらすと期待され，医工学の基盤を大きく転換させるポテンシャルを有している．
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| 研究成果の概要 |
電解質溶液における水分子およびイオンの動態を、潜在的に困難と思われてきた全反射ラマン顕微法（全反射ラマン分光法および全反射ラマン散乱光イメージング法）の開発により解明を行った。取得した水分子からの微弱なラマンスペクトルおよびラマン散乱光画像を用いた新たな解析法の提案を行い、イオン介在による水分子の水素結合状態、そしてイオン周りの水和殻状態を実験的に明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水分子およびイオンの動態は、現在まで古典物理や古典化学に基づいて議論されてきたが、イオン介在による物理現象を的確に把握することが困難であった。本研究では実験的に初めて、イオン周りの水分子の水素結合状態、そして水和殻状態を定量的に把握し、様々な物理パラメータとの関連性を明らかにした点は、学術的意義を有している。細胞内液には様々なイオンが存在していることから、イオンが病に及ぼす影響の解明に貢献できると期待できる。
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