| 研究課題/領域番号 |
23K28413
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| 補助金の研究課題番号 |
23H03724 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
石飛 秀和 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (20372633)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2025年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2024年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | ブリルアン散乱顕微鏡 / 粘弾性 / 生体試料 / 測定可能周波数帯可変 / ブリルアン散乱 / 生体試料の硬さ計測 / 顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
幹細胞がその細胞を取り囲む場の硬さに応じて異なる細胞に分化するなど、生体内の硬さが注目されている。近年、この生体内の硬さ（粘弾性）を光によって無侵襲に測定する方法として、照射した光の周波数が物質の粘弾性に依存して極わずかに変化する光学現象であるブリルアン散乱の分光計測法が提案されているが、測定可能な周波数範囲を変更することができない。本研究では、測定可能な周波数範囲を測定したい試料の固有振動数に応じて変更することで周波数分解能を最大化し、固有振動数が低周波数帯に存在する細胞や高周波数帯に存在するタンパク質の硬さ分布を同一の装置で計測できるブリルアン顕微鏡を開発する。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、測定可能な周波数帯（自由スペクトル領域、Free Spectral Range(FSR)）を測定したいサンプルの固有振動数に合わせて自由に変更可能であるブリルアン顕微鏡の安定性を向上させるためのフィードバックシステムを構築した。本顕微鏡では、２枚のエタロンを独立に配置し、エタロン間の距離（空気層の厚さ）を変化させることで、FSRを制御する。それぞれのエタロンが独立しているため、時間経過に伴って２枚のエタロンの平行度が悪くなってしまい、結果S/Nが低下するという問題があった。そこで、分光スペクトルをリアルタイムでモニターしながら、エタロンを固定しているマウントの角度をピエゾアクチュエーターで制御するフィードバックシステムを構築した。具体的には、片方のエタロンのYaw角度を変化させて平行度を悪くすると、スペクトルの対称性が変化することを利用して、フィードバックを行った。その結果、フィードバックを実行しない場合、測定開始の3時間経過後にスペクトルのS/Nが著しく減少したが、フィードバックを実行した場合、スペクトルのS/Nを少なくとも９時間以上維持することに成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
FSR調整可能ブリルアン顕微鏡において、最大の課題であった取得スペクトルの時間的安定性を確保できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
生体試料を非侵襲に測定するため、励起光の波長を現在の532 nmから785 nm変更する。それに伴い各種光学素子を近赤外用の光学素子に変更する。
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