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光スイッチング型ラマンプローブによる多重超解像イメージングの実現

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0628
補助金の研究課題番号 21J21396 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関東京工業大学 (2023)
東京大学 (2021-2022)

研究代表者

藤岡 礼任  東京工業大学, 生命理工学院, 助教

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2023年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードラマンプローブ / 光スイッチング / 超解像イメージング / 多重検出
研究開始時の研究の概要

本研究では、化合物の吸収波長に基づいてepr効果の有無によって検出感度が変化することを利用し、光によってラマン信号のoff/onがスイッチングされる、超解像イメージングに適したラマンプローブを開発する。さらに、本研究課題で得られた知見を拡張し、新たなラマンプローブ開発へと発展させる。

研究実績の概要

昨年度までに開発を達成した光スイッチング型ラマンプローブDAE620を用いた超解像ラマンイメージング(RESORT)の研究成果を投稿論文にまとめ、提出した。本研究では光照射によってラマン信号を変化させる分子を開発できればRESOLFTと同様の原理に基づいて超解像ラマンイメージング(RESORT)を達成できるのではないかと考え、研究を行った。共鳴ラマンでは分子の吸収波長によってラマン信号強度が変化することに着目し、光照射によって吸収波長が大きく変化し、かつ光スイッチング特性にも優れているジアリールエテン誘導体の合成に取り組んだ。その中でプローブの候補化合物として見出したDAE620は可視・紫外光照射によって長波長の閉環体と短波長の開環体の構造をスイッチング可能であることが確認され、この構造変化によってfingerprint領域のラマン信号に大きな変化が生じることが明らかとなった。開発したDAE620を電子線レジストに塗布した基板上では、ドーナツ光の照射強度が高くなるにつれて空間分解能が向上することが確認され、RESORTイメージングに適した特性を有していることが確認された。さらに、DAE620は生きた細胞およびショウジョウバエ組織中でも可視・紫外光の照射によってラマン信号をスイッチング可能であることが確認され、ミトコンドリア局在リガンドを導入したDAE620-Mitoを用いて細胞中でRESORTイメージングを行えることが実証された。本研究成果はScience Advances誌に投稿・受理された。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Super-resolution vibrational imaging based on photoswitchable Raman probe2023

    • 著者名/発表者名
      Shou Jingwen、Komazawa Ayumi、Wachi Yuusaku、Kawatani Minoru、Fujioka Hiroyoshi、Spratt Spencer John、Mizuguchi Takaha、Oguchi Kenichi、Akaboshi Hikaru、Obata Fumiaki、Tachibana Ryo、Yasunaga Shun、Mita Yoshio、Misawa Yoshihiro、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Kamiya Mako、Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 24

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade9118

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activatable Raman Probes Utilizing Enzyme-Induced Aggregate Formation for Selective Ex Vivo Imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Hiroyoshi、Kawatani Minoru、Spratt Spencer John、Komazawa Ayumi、Misawa Yoshihiro、Shou Jingwen、Mizuguchi Takaha、Kosakamoto Hina、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Obata Fumiaki、Ozeki Yasuyuki、Kamiya Mako
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 145 号: 16 ページ: 8871-8881

    • DOI

      10.1021/jacs.2c12381

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Super-resolution vibrational imaging based on photoswitchable Raman probe2022

    • 著者名/発表者名
      Shou Jingwen、Komazawa Ayumi、Wachi Yuusaku、Kawatani Minoru、Fujioka Hiroyoshi、Spratt Spencer John、Mizuguchi Takaha、Oguchi Kenichi、Obata Fumiaki、Tachibana Ryo、Misawa Yoshihiro、Kojima Ryosuke、Urano Yasuteru、Kamiya Mako、Ozeki Yasuyuki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.08.28.505494

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 光応答性ラマンプローブの開発2023

    • 著者名/発表者名
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • 学会等名
      生体機能関連サマースクール
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性ラマンプローブの開発とその応用2023

    • 著者名/発表者名
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 信号を光で制御可能なラマンプローブの開発2023

    • 著者名/発表者名
      河谷 稔、駒沢 歩弥、Shou Jingwen、藤岡 礼任、浦野 泰照、小関 泰之、神谷 真子
    • 学会等名
      第40回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 凝集体形成を活用した細胞内滞留型ラマンプローブによる領域選択的酵素活性イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡礼任,Spencer John Spratt,浦野泰照,小関泰之,神谷真子
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応に伴う凝集体形成を活用したactivatable型ラマンプローブによる選択的ex vivoイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡礼任,Spencer John Spratt,浦野泰照,小関泰之,神谷真子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凝集体形成を活用したactivatable型ラマンプローブによるex vivo酵素活性イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      藤岡礼任,寿景文,Spencer John Spratt,小坂元陽奈,小幡史明,小関泰之,神谷真子
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第16回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multicolor activatable Rmana probes for detecting enzyme activities in live-cells or tissues2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Fujioka,. Spencer John Spratt, Jingwen Shou, Hina Kosakamoto, Fumiaki Obata, Yasuteru Urano, Yasuyuki Ozeki, Mako Kamiya
    • 学会等名
      EMBO Chemical biology 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 糖加水分解酵素を検出するO-function型activatableラマンプローブの開発2022

    • 著者名/発表者名
      藤岡礼任、寿景文、浦野泰照、小関泰之、神谷真子
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 月刊「細胞」2022年12月号 ラマンイメージングの最前線,ラマンプローブによる酵素活性の多重検出2022

    • 著者名/発表者名
      藤岡礼任・神谷真子
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] -SH基含有化合物検出型ラマンプローブ2023

    • 発明者名
      神谷真子、村尾侑大、藤岡礼任、河谷 稔
    • 権利者名
      神谷真子、村尾侑大、藤岡礼任、河谷 稔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-034848
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 凝集誘起増強型ラマンプローブ又は蛍光プローブ2023

    • 発明者名
      浦野泰照、沖中桃 子、藤岡礼任、河谷 稔、神谷真子
    • 権利者名
      浦野泰照、沖中桃 子、藤岡礼任、河谷 稔、神谷真子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-032292
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] DEVELOPMENT OF O-FUNCTIONAL ACTIVATABLE RAMAN IMAGING PROBE2022

    • 発明者名
      浦野泰照、神谷真子、藤岡礼任、駒沢歩弥、小関泰之、寿景文
    • 権利者名
      国立大学法人東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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