| 研究課題/領域番号 |
20K21876
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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90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
菊池 洋平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50359535)
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| 研究分担者 |
水上 進 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30420433)
金井 泰和 大阪医科薬科大学, 薬学部, 助教 (60397643)
松山 成男 東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)
藤代 史 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (90546269)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 生体機能制御 / ナノ粒子 / 量子ビーム / 生体操作 / 分子イメージング / 生体深部 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究計画では生体内・深部の機能制御の実現のため、下記の２つの項目について実施する。
①発光・受光物質を一体化した機能制御物質の合成法の確立：量子ビームを用いた機能制御用の物質として紫外蛍光ナノ粒子の核と二酸化ケイ素（シリカ）を材質とするメソポーラスシリカ（MS）の外殻をもつコア/シェル型粒子を提案し、これの開発を行う。
②提案法のフィージビリティスタディと概念の実証：上記の機能制御物質または既存の光感受性物質＋蛍光粒子と、マイクロ量子ビームシステムや小動物用の分子イメージング装置などを用いて複数の体系で本技術概念を実証する。
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| 研究成果の概要 |
生命現象の解明において、研究対象を観察しつつ生体機能の活性/不活性を空間的に制御することは有効な手段である一方で、光技術を応用した従来法では、物質中での光伝搬の性質から局所的に機能を制御できるのは細胞や組織レベルの実験体系に限られる。特定部位の機能が生物個体の全身に及ぼす影響を調べるために重要な「個体深部の局所」の機能制御を可能とするために、本研究では量子ビーム（放射線・粒子ビーム）を応用した技術を提案し、このキーテクノロジーである量子ビームによる生体機能の制御を可能とするナノ粒子の開発を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生命科学分野において、蛍光顕微鏡や光機能活性などの光を活用した研究ツールは幅広く、研究者にとっても馴染み深い技術群といえる。一方で、量子ビームの高度な制御が必要とされる本研究の提案手法は導入しづらいものであると推測されるが、本研究の概念の提案と本課題における開発成果の今後の更なる発展によって、量子ビームが光技術では不可能だった実験体系を実施可能とする潜在的なツールとして研究者に認知される可能性が示唆される。
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